ESO-Teleskop Stern Tanz sieht um Schwarzes Loch, beweist Einstein rechts

„Einsteins allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass gebundene Bahnen von einem Objekt um eine anderen nicht geschlossen sind, wie in der Newtonschen Gravitation, aber precess vorwärts in der Bewegungsebene. Diesen bekannten Effekt, zuerst in der Umlaufbahn des Planeten Merkur um die Sonne zu sehen ist, war die erster Beweis für Allgemeine Relativitätstheorie. hundert Jahre später haben wir jetzt die gleiche Wirkung in der Bewegung eines Sterns umkreist die kompakte Radioquelle Sagittarius A * im Zentrum der Milchstraße entdeckt. Dieser Beobachtungs Durchbruch stärkt die Hinweise darauf, dass Sagittarius A * ein schwarzes Loch von 4 Millionen mal der Masse der Sonne sein muss“, sagt Reinhard Genzel, Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching bei München, Deutschland und dem Architekten des 30-jährigen Programms, dass zu diesem Ergebnis geführt.

Das Hotel liegt 26.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt, Sagittarius A * und dem dichten Sternhaufen um es ein einzigartiges Labor zur Verfügung stellen für die Prüfung der Physik in einem ansonsten unerforscht und extreme Regime der Schwerkraft. Einer dieser Sterne, S2, fegt in Richtung des Schwarzen Lochs zu einem engsten Abstand von weniger als 20 Milliarden Kilometer (hundertzwanzig mal der Abstand zwischen Sonne und Erde) und ist damit einer der am nächsten gelegenen Sterne jemals in eine Umlaufbahn um gefunden der massive Riese. Auf seiner nächsten Annäherung an das Schwarze Loch, S2 rast durch den Raum auf fast drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit, eine Umlaufbahn einmal alle 16 Jahre abgeschlossen. „Nachdem Sie den Stern in seiner Umlaufbahn über zweieinhalb Jahrzehnte unsere exquisiten Messungen robust S2 die erkennen Schwarzschild- Präzession in seinem Weg um Sagittarius A *“, sagt Stefan Gillessen des MPE, der die Auswertung der Messungen führte heute veröffentlichte in die Zeitschrift Astronomy & Astrophysics.

Die meisten Sterne und Planeten haben eine nicht-kreisförmige Umlaufbahn und damit näher und weiter weg bewegen von dem Objekt sie drehen sich um. S2 Umlaufbahn präzediert, was bedeutet, dass der Ort seiner engsten Stelle auf dem Schwarzen Lochs ändert sich mit jeder Umdrehung, so dass der nächste Umlaufbahn in Bezug auf das vorhergehende gedreht wird, wird eine Rosettenform zu schaffen. Allgemeine Relativitätstheorie liefert eine exakte Vorhersage, wie viel seine Bahn ändert und die neuesten Messungen aus dieser Forschung genau die Theorie entsprechen. Dieser Effekt, der als Schwarzschild- Präzession bekannt ist, hatte noch nie einen Stern um einen Schwarzen Lochs gemessen.

Die Studie mit dem VLT der ESO auch hilft Wissenschaftler mehr über die Umgebung des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie lernen. „Da die S2 Messungen so gut Allgemeine Relativitätstheorie folgen, können wir strenge Grenzen, wie viel unsichtbares Material, wie zum Beispiel verteilen dunkle Materie oder möglich, kleinere schwarze Löcher gesetzt, vorhanden ist um Sagittarius A *. Dies ist von großen Interesse, die Bildung für das Verständnis und Entwicklung der schwarzen Löcher“, sagen Guy Perrin und Karine Perraut, die Französisch führen Wissenschaftler des Projekts.

Dieses Ergebnis ist der Höhepunkt von 27 Jahren von Beobachtungen des S2 Stern verwenden, für den größten Teil dieser Zeit eine Flotte von Instrumenten bei der ESO VLT, befindet sich in der Atacama-Wüste in Chile. Die Anzahl der Datenpunkte Markierung des Sterns Position und Geschwindigkeit bestätigt die Gründlichkeit und Genauigkeit der neuen Forschung: das Team mehr als 330 Messungen insgesamt gemacht, die GRAVITY, SINFONI und NACO Instrumenten. Da S2 Jahren nimmt das Schwarzes Loch umkreisen, war es entscheidend, den Stern für fast drei Jahrzehnte lang zu folgen, um die Feinheiten seiner Orbitalbewegung zu entwirren.

Die Forschung wurde von einem internationalen Team von Frank Eisenhauer des MPE mit Mitarbeitern aus Frankreich, Portugal, Deutschland und ESO führte durchgeführt. Das Team bilden die GRAVITY Zusammenarbeit, benannt nach dem Instrument sie für das VLT Interferometer entwickelt, die das Licht von allen vier 8-Meter-VLT-Teleskope in einem Super-Teleskop (mit einer Auflösung äquivalent zu derjenigen eines Teleskops 130 Meter im Durchmesser verbindet ). Das [gleiche Team berichtet im Jahr 2018], ein weiterer Effekt von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt: sie sahen das Licht von S2 empfangen zu längeren Wellenlängen gedehnt wird als der Stern der Nähe von Sagittarius A * übergeben. „Unser bisheriges Ergebnis hat gezeigt, dass das Licht vom Stern emittiert erfährt der Allgemeinen Relativitätstheorie. Jetzt haben wir gezeigt, dass der Stern selbst die Auswirkungen der Allgemeinen Relativitätstheorie spürt“, sagt Paulo Garcia, ein Forscher an der portugiesischen Zentrum für Astrophysik und Gravitation und eine der Blei Wissenschaftler des GRAVITY Projekts.

Mit der ESO kommenden Extremely Large Telescope, glaubt das Team, dass sie viel schwächere Sterne zu sehen, wäre in der Lage umkreisen noch näher am Schwarzen Lochs. „Wenn wir Glück haben, können wir Sterne fangen nahe genug, dass sie das Gefühl, tatsächlich die Drehung, die Spin, des Schwarzen Lochs“, sagt Andreas Eckart von der Universität Köln, eine weitere der Leitung Wissenschaftler des Projekts. Dies würde bedeuten, Astronomen die beiden Mengen wären in der Lage zu messen, Spin und Masse, dass characterize Sagittarius A * und definiert Raum und Zeit um ihn herum. „Das wäre wieder eine ganz andere Ebene Relativitäts testen“, sagt Eckart.