黑洞的概念图(股票图像)。

ESO望远镜看到周围的超大质量黑洞明星舞蹈,证明了爱因斯坦的权利

的观察显示,第一次,一个明星在,就像爱因斯坦的广义相对论预测的银河系运动中心轨道的超大质量黑洞。它的轨道的形状像一个莲座和不象椭圆通过重力牛顿的理论所预测的。这种长期抢手的结果被越来越精确的测量,在近30年来实现。

“爱因斯坦的广义相对论预言,围绕另一个物体的结合轨道不是封闭的,在牛顿引力,但进动运动的平面向前。这个著名的作用,在围绕太阳的行星水星的轨道第一次看到,是赞成广义相对论的第一个证据。一百年以后,我们现在已经发现的恒星轨道运行的小型无线电源人马座A *的银河系中心的运动相同的效果。这种观察的突破加强了证据,人马座A *必须是太阳400万次的质量的一个超大质量黑洞,”赖因哈德·根策尔,导演在加兴,德国马普地外物理研究所(MPE)和30年之久的程序的建筑师说导致了这一结果。

位于26000光年距离太阳,人马座A *和恒星的密集星团周围的重力的未开发的,否则和极端政权物理测试提供了一个独特的实验室。其中的一个明星,S2,朝着超大质量黑洞的最近距离不到20十亿公里处的扫描(120倍太阳和地球之间的距离),使得它最接近的明星之一,曾经在轨道上发现大量的巨人。在其最接近黑洞,S2是通过空间以光的速度约百分之三飞驰,完成一次每16年轨道。 “下了两个在其轨道上的星半十年后,我们的精美测量稳健检测其周围的人马座A *路径S2的史瓦西岁差”的MPE的斯特凡Gillessen,谁领导的测量今天发表分析称该杂志天文学和天体物理学。

大多数恒星和行星具有非圆形轨道,因此靠拢,并从他们周围旋转的物体更远。 S2的轨道进动,这意味着它的最近点到超大质量黑洞的位置,每转一圈,这样,下一个轨道是相对于前一个旋转,创造了花环形状的变化。广义相对论提供了多少从这项研究它的轨道改变以及最新的测量原理完全匹配精确的预测。这种效应被称为史瓦西岁差,以前从未周边超大质量黑洞的明星测量。

与ESO的VLT这项研究还有助于科学家进一步了解超大质量黑洞附近在我们银河系的中心。 “由于S2测量遵循广义相对论这么好,我们就可以设置多少隐形材料有严格的限制,如分布式暗物质或可能较小的黑洞,是目前围绕人马座A *,这是极大的兴趣,理解的形成和超大质量黑洞的进化,”盖伊说,佩林和卡琳Perraut,该项目的法国使科学家。

这一结果是27年的S2星的观测使用,对于这段时间的最好的部分之大成,在欧洲南方天文台的VLT仪器的船队,位于阿塔卡马沙漠智利。在总共330个测量做了队,利用重力,SINFONI和NACO仪器:数据点标记恒星的位置和速度证明了新的研究的全面性和准确性的数量。由于S2需要数年时间绕行超大质量黑洞,它是遵循接近明星,三个十年间,解开它的轨道运动的复杂性是至关重要的。

这项研究是由MPE的弗兰克·艾森豪威尔领导与来自法国,葡萄牙,德国和ESO合作者的国际小组进行。该小组弥补重力合作,他们为VLT干涉,所有4个8米的VLT望远镜的光线组合成一个超级望远镜(用相当于分辨率是望远镜130米,直径开发的工具而得名)。在[同样的团队在2018年报道】由广义相对论预言的另一个作用:他们看到从S2接收到的光被拉伸至更长的波长作为明星通过接近人马座A *。 “我们以前的结果表明,从恒​​星发出的光经历广义相对论。现在,我们已经表明,恒星本身检测广义相对论的影响,”保罗·加西亚,在葡萄牙的天体物理中心和引力的研究员和的人说重力项目的主要科学家。

随着ESO即将推出的特大望远镜,研究小组认为,他们将能够看到更暗的恒星更近的轨道到超大质量黑洞。 “如果我们幸运的话,我们可能会捕获恒星足够近,他们实实在在地感受到旋转,旋转的黑洞,”从科隆大学,另一个项目的主要科学家的Andreas埃卡特说。这意味着天文学家能够测量两个量,自旋和质量,表征人马座A *和它周围的定义空间和时间。 “这将是一次完全不同的水平测试相对论,”埃卡特说。

资源 ESO. "ESO telescope sees star dance around supermassive black hole, proves Einstein right." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200416072638.htm>.