Stjerners bevægelse omkring Mælkevejens monster sorte hul beviser Einstein ret igen

Einsteins generelle relativitetsteori har lige bestået en dramatisk sort-hul-test med glans.



Bevægelsen af ​​en stjerne, der kredser om Skytten A*, det supermassive sorte hul i hjertet af vores Mælkevejs galakse, matcher præcis det, der forudsiges ved generel relativitet, rapporterer en ny undersøgelse.



'Einsteins generelle relativitet forudsiger, at bundne kredsløb om et objekt omkring et andet ikke lukkes, som i Newtons tyngdekraft, men går fremad i bevægelsesplanet. Denne berømte effekt-først set i kredsløbet på planeten Merkur omkring solen-var det første bevis for generel relativitet, siger medforfatter Reinhard Genzel, direktør for Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland, i en erklæring.

'Hundrede år senere har vi nu opdaget den samme effekt i bevægelsen af ​​en stjerne, der kredser om den kompakte radiokilde Skytten A* i midten af Mælkevejen , 'Tilføjede Genzel. 'Dette observationelle gennembrud styrker beviset for, at Skytten A* skal være et supermassivt sort hul på 4 millioner gange solens masse.'



Relaterede: Billeder: universets sorte huller

Observationer foretaget med European Southern Observatory’s Very Large Telescope i Chile har for første gang afsløret, at en stjerne, der kredser om det supermassive sorte hul i midten af ​​Mælkevejen, bevæger sig præcis som forudsagt af Einstein

Observationer foretaget med European Southern Observatory’s Very Large Telescope i Chile har for første gang afsløret, at en stjerne, der kredser om det supermassive sorte hul i midten af ​​Mælkevejen, bevæger sig lige som forudsagt af Einsteins generelle relativitetsteori. Dens bane er formet som en roset og ikke som en ellipse som forudsagt af Newtons tyngdekraftsteori. Denne effekt, kendt som Schwarzschild -recession, var aldrig før blevet målt for en stjerne omkring et supermassivt sort hul. Denne kunstners indtryk illustrerer presessionen i stjernens bane, med effekten overdrevet for lettere visualisering.(Billedkredit: ESO / L. Calçada)



Den bevægelse Genzel nævnte, kaldet Schwarzschild -recession, beskriver en slags rotation i et objekts elliptiske bane. Placeringen af ​​objektets nærmeste tilgangspunkt ændres med hver omgang, så den samlede bane er formet som en roset frem for en simpel, statisk ellipse.

Astronomer havde aldrig målt Schwarzschild -recession i en stjerne, der zoome rundt om et supermassivt sort hul - indtil nu.

Forskergruppen brugte European Southern Observatory's (ESO) Very Large Telescope (VLT) i Chile til at spore en stjerne kaldet S2, da den sløjfede rundt om Skytten A*, som ligger omkring 26.000 lysår fra Jorden. I løbet af 27 år foretog astronomerne mere end 330 målinger af S2s position og hastighed ved hjælp af flere VLT -instrumenter. (Et af disse instrumenter kaldes GRAVITY, hvilket giver forskerholdet sit navn: GRAVITY -samarbejdet.)



Et så langt observationsvindue var nødvendigt for at opfange S2's recession, for stjernen tager 16 jordår at gennemføre en bane omkring Skytten A*.

Den observerede recession matchede præcist forudsigelserne om generel relativitet, hvilket kunne føre til yderligere opdagelser på vejen, sagde forskerne.

Fordi S2 -målingerne følger den generelle relativitet så godt, kan vi sætte strenge grænser for, hvor meget usynligt materiale, såsom distribueret mørkt stof eller mulige mindre sorte huller, er til stede omkring Skytten A*, 'teammedlemmer Guy Perrin og Karine Perraut - af Paris Observatory-PSL og Grenoble Institute of Planetology and Astrophysics i henholdsvis Frankrig-sagde i samme erklæring.

'Dette er af stor interesse for at forstå dannelsen og udviklingen af ​​supermassive sorte huller,' tilføjede de.

Denne simulering viser stjerners baner meget tæt på det supermassive sorte hul i Mælkevejens hjerte.

Denne simulering viser stjerners baner meget tæt på det supermassive sorte hul i Mælkevejens hjerte. En af disse stjerner, der hedder S2, kredser hvert 16. år og passerer meget tæt på det sorte hul i maj 2018.(Billedkredit: ESO / L. Calçada / spaceengine.org)

Den nye undersøgelse, som blev offentliggjort online i dag (16. april) i tidsskriftet Astronomi og astrofysik , kan forudse endnu mere spændende sorte hulindsigter. For eksempel kan kommende megaskoper som ESOs ekstremt store teleskop tillade astronomer at spore stjerner, der kommer endnu tættere på Skytten A* end S2 gør, siger forskerne.

Hvis vi er heldige, kan vi måske fange stjerner tæt nok til, at de faktisk mærker det sorte huls rotation, drejning, 'sagde studieteammedlem Andreas Eckart fra Köln Universitet i Tyskland. 'Det ville igen være et helt andet niveau af afprøvning af relativitet.'

  • Fantastisk udsigt over rummet over ESOs Very Large Telescope (fotos)
  • Hvordan blev supermassive sorte huller så store og tunge? Forskere ved det stadig ikke.
  • Albert Einstein: Biografi, teorier og citater

Mike Wall er forfatter til ' Der ude '(Grand Central Publishing, 2018; illustreret af Karl Tate ), en bog om søgen efter fremmed liv. Følg ham på Twitter @michaeldwall . Følg os på Twitter @Spacedotcom eller Facebook .

TILBUD: Spar 45% på 'Alt om plads' 'Sådan fungerer det' og 'Alt om historie'!

I en begrænset periode kan du tegne et digitalt abonnement på enhver af vores bedst sælgende videnskabsmagasiner for kun $ 2,38 pr. måned, eller 45% rabat på standardprisen i de første tre måneder. Se tilbud