ESO teleskoop sien ster dans rondom super swart gat, bewys Einstein reg

"Einstein se Algemene Relatiwiteit voorspel dat gebonde bane van een voorwerp rondom 'n ander nie gesluit is, as in Newton swaartekrag, maar precess voorspelers in die vliegtuig van beweging. Dit beroemde effek, die eerste keer gesien in die baan van die planeet Mercurius om die Son, was die eerste bewyse ten gunste van die Algemene Relatiwiteit. honderd jaar later het ons nou dieselfde effek in die beweging van 'n star baan om die kompakte radio bron Boogskutter a * in die middel van die Melkweg waargeneem. dit waarnemingsleer deurbraak versterk die bewyse dat Boogskutter a * moet 'n super swart gat van 4 miljoen keer die massa van die Son wees, "sê Reinhard Genzel, Direkteur by die Max Planck Instituut vir Buiteaardse Fisika (MPE) in Garching, Duitsland en die argitek van die 30-jaar-lange program wat gelei het tot hierdie resultaat.

Geleë 26000 ligjare van die Son, Boogskutter A * en die digte groep van sterre rondom dit bied 'n unieke laboratorium vir die toets van fisika in 'n andersins onbekende en uiterste regime van swaartekrag. Een van hierdie sterre, S2, vegers in die rigting van die super swart gat om 'n naaste afstand minder as 20000000000 kilometer (eenhonderd en twintig keer die afstand tussen die Son en Aarde), wat dit een van die naaste sterre ooit gevind in 'n wentelbaan om die massiewe reus. Op sy naaste benadering tot die swart gat, S2 is hurtling deur die ruimte op byna drie persent van die spoed van lig, die voltooiing van 'n wentelbaan een keer elke 16 jaar. "Na aanleiding van die ster in sy wentelbaan vir meer as twee en 'n half dekades, ons pragtige metings kragtig te spoor S2 se Swartwit presessie in sy pad rondom Sagittarius A *," sê Stefan Gillessen van die MPE, wat die ontleding van die metings gepubliseer vandag in gelei die tydskrif Sterrekunde & Astrofisika.

Die meeste sterre en planete het 'n nie-sirkelvormige wentelbaan en dus nader aan en verder weg van die voorwerp wat hulle roterende rond te beweeg. S2 se wentelbaan precesses, wat beteken dat die plek van sy naaste punt aan die super swart gat verander met elke beurt, soos wat die volgende baan roteer ten opsigte van die vorige een, die skep van 'n roset vorm. Algemene Relatiwiteit bied 'n akkurate voorspelling van hoeveel sy wentelbaan verander en die jongste metings van hierdie navorsing presies ooreenstem met die teorie. Hierdie effek, bekend as Swartwit presessie, het nog nooit voorheen gemeet vir 'n ster om 'n super swart gat.

Die studie met VLT ESO se help ook wetenskaplikes leer meer oor die omgewing van die super swart gat in die middel van ons sterrestelsel. "Omdat die S2 metings volg Algemene Relatiwiteit so goed, kan ons streng beperkings op hoeveel onsigbare materiaal, soos versprei donker materie of moontlik kleiner swart gate te stel, hede rondom Sagittarius A is *. Dit is van groot belang vir die verstaan ​​van die vorming en evolusie van super swart gate, "sê Guy Perrin en Karine Perraut, die Franse lei wetenskaplikes van die projek.

Hierdie resultaat is die hoogtepunt van 27 jaar van waarnemings van die S2 ster met behulp van, vir die beste deel van hierdie tyd, 'n vloot van instrumente by VLT ESO se, geleë in die Atacama-woestyn in Chili. Die aantal datapunte nasien van die ster se posisie en snelheid getuig van die deeglikheid en akkuraatheid van die nuwe navorsing: die span gemaak meer as 330 metings in totaal, met behulp van die swaartekrag, SINFONI en NACO instrumente. Omdat S2 neem jare om die super swart gat wentel, dit was noodsaaklik om die ster vir naby volg om drie dekades, om die verwikkeldheid van die baan beweging ontrafel.

Die navorsing is gedoen deur 'n internasionale span onder leiding van Frank Eisenhauer van die MPE met medewerkers uit Frankryk, Portugal, Duitsland en ESO. Die span make-up die erns samewerking, vernoem na die instrument wat hulle ontwikkel vir die VLT Interferometer, wat die lig van al vier 8-meter VLT teleskope kombineer in 'n super-teleskoop (met 'n resolusie soortgelyk aan dié van 'n teleskoop 130 meter in deursnee ). Die [dieselfde span berig in 2018], 'n ander effek voorspel deur Algemene Relatiwiteit: hulle het die ontvang van S2 lig word gerek om langer golflengtes as die ster geslaag naby Boogskutter A *. "Ons vorige gevolg het getoon dat die afkomstig van die ster lig ervaar Algemene Relatiwiteit. Nou het ons getoon dat die ster self sintuie die gevolge van Algemene Relatiwiteit," sê Paulo Garcia, 'n navorser by Portugal se Sentrum vir Astrofisika en Gravitasiewet en een van die lei wetenskaplikes van die erns projek.

Met die komende Uiters Large Telescope ESO se span is van mening dat hulle in staat is om te sien baie dowwer sterre wentel selfs nader aan die super swart gat sou wees. "As ons gelukkig is, kan ons sterre naby genoeg dat hulle eintlik die rotasie, die spin, van die swart gat voel vang," sê Andreas Eckart van Keulen Universiteit, nog een van die lood wetenskaplikes van die projek. Dit sou beteken sterrekundiges in staat om die twee hoeveelhede, spin en massa te meet sou wees, dat karakteriseer Boogskutter A * en definieer die ruimte en tyd rondom dit. "Dit sou weer 'n heel ander vlak van die toets van relatiwiteit wees," sê Eckart.