Päivitys S2: een, tähti putosi Linnunradan mustan aukon ohi
Taiteilijan käsitys tähden S2 (joskus S0-2) kiertoradasta, vaaleansininen. Seuraavien kuukausien aikana tämän tähden odotetaan laskeutuvan galaksimme jättimäisen mustan aukon lähelle. Kuva S.Sakai/A.Ghez/Keckin observatorio/UCLA Galactic Center Group.
Yksi nykyaikaisen tähtitieteen kiehtovista havainnoista on, että suurissa galakseissa, mukaan lukien kotimme galaksi Linnunrata, on ytimessä supermassiivisia mustia aukkoja. Linnunradan keskiosan musta aukko on nimeltään Jousimies A* (lausutaan 'Jousimies A -tähdeksi'), taiSgr A *lyhyesti, ja sen tiedetään olevan noin 4 miljoonan auringon massa. Tähtitieteilijät katselivat äskettäin kaasupilvensyöksyä reiän lähelle, ja nyt he katsovat useita sen lähellä kiertäviä tähtiä, erityisesti tähtiä nimeltä S2 (joskus S0-2). Viimeaikaisten havaintojen ansiosta -julkaistukohdassavertaisarvioitu Astrophysical Journalhelmikuun lopussa 2018 - tähtitieteilijät UCLA: n kanssaGalaktinen keskusryhmäsanovat nyt, että heillä on 'selvä' käyttää S2: ta Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian testaamiseen.
Toistaiseksi ajateltiin, että S0-2 voisi olla kaksoistähti. Kaksi tähteä, jotka kiertävät toisiaan, olisivat vaikeuttaneet tulevaa painovoimatestiä.
Mutta tähtitieteilijäjoukkoDevin ChuHilo, Havaiji - tähtitieteen opiskelija UCLA: ssa - on havainnut, että S2: lla ei ole kumppania:
… Ainakin sellainen, joka on riittävän massiivinen saadakseen kriittiset mittaukset, joita tähtitieteilijät tarvitsevat testatakseen Einsteinin teorian.
S2 on nuori ja noin 15 kertaa massiivisempi kuin aurinko. Se on hyvä; se tarkoittaa, että se on kirkas, hyödyllinen, koska tähti on suhteellisen kaukana Maasta - toisin kuin useimmat Linnunradan tähdet, joita voimme mainita - 26 000valovuodet. Saitko tämän luvun, 26 000 valovuotta? Se on likimääräinen etäisyytemme galaksin keskustasta ja siellä pelaava outo ja ihana fysiikka.
Viimeaikaisissatutkimus, Chu ja hänen kollegansa kuvasivat analyysin 87 aikaisemmasta S2 -mittauksesta, jotka ovat peräisin vuodelta 2000. Näistä 12 raportoitiin äskettäin tässä asiakirjassa vuosina 2014–2016.
S2: n odotetaan kulkevan lähimmän mustan aukon ohi vuoden 2018 aikana, ja suhteellisuustesti suoritetaan, kun tähti ruoskii lähimpänä reikää. Tähtitieteilijät käyttävät tähtien liikettä vahvistaakseen mustan aukon massan (jonka uskotaan nyt olevan noin 4,15 miljoonaa aurinkomassaa).
Ja he käyttävät myös S2: n liikettä vahvistaakseen Einsteinin ennustuksen, jonka mukaan erittäin voimakkaiden painovoimakenttien pitäisi 'venyttää' valon aallonpituuksia aiheuttaen painovoiman punaisen siirtymän.
UCLA -tutkinnon suorittanut Devin Chu on uuden tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, joka osoittaa, että S2: lla ei ole kumppanitähteä, ja se raivaa tietä suunnitelluille suhteellisuustesteille. Kuva kauttaKeckin observatorio.
Kirjoittaminen SciFyWiressa, Huono tähtitieteilijä Phil Plait tarjosi tavanomaisen suuren selityksensä siitä, mitä tapahtuu:
[S2] kiertää Sgr A*: ta ellipsillä, joka kestää noin 15 vuotta. Sen kiertoradan halkaisija on noin 300 miljardia kilometriä, mikä saattaa kuulostaa paljon, mutta tässä puhutaan supermassiivisesta mustasta aukosta! Se on lähellä!
Ja se tulee lähemmäksi. Koska kiertorata on ellipsi, tähti putoaa vain 18 miljardiin kilometriin mustasta aukosta, mikä on erittäin pelottavaa lähestymistapaa. Se on vain neljä kertaa kauempana mustasta aukosta kuin Neptunus auringostamme.
Kun se tekee tämän, mustan aukon painovoima on niin kova, että se kiihdyttää tähden noin 6 000 kilometriin (4000 mailia) sekunnissa - riittävän nopeasti ylittääkseen Yhdysvaltojen mantereen alle sekunnissa…
Lähellä mustaa aukkoa Einsteinin yhtälöiden ennustamat relativistiset vaikutukset alkavat tulla tärkeiksi. Esimerkiksi tähden valon on taisteltava mustan aukon painovoimaa vastaan päästäkseen meille, menettäen energiaa matkalla ulos. Tätä kutsutaan apainovoiman punainen siirtymä. Kun kohde lähestyy tai siirtyy kauemmaksi tarkkailijasta, valo siirtyy hieman aallonpituudella, mikä on oikeudenmukaistatavallinen vanha punasiirtymä. Siirtymän määrä riippuu nopeudesta.
S2: n tapauksessa lähimmällä lähestymistavalla gravitaatiopunainen siirtymä toimii kuin 200 kilometriä sekunnissa lisättynä tähden liikkeeseen! Se riittää mittaamaan melko helposti, joten tähtitieteilijöiden pitäisi ehdottomasti nähdä se.
Infrapunakuva Linnunradan galaksin keskustasta. Linnunradan keskiosan mustan aukon - Sgr A* - sijainti on merkitty oranssilla ristillä. Kuva ESO/ MPE/ S.Gillessen et ai.
Tähtitieteilijät UCLA: n kanssaGalaktinen keskusryhmäsanoivat toivovansa nähdä tähden vetävän:
… Suurin painovoima - piste, jossa poikkeaman Einsteinin teoriaan odotetaan olevan suurin.
Tuan Do, Galactic Center Groupin apulaisjohtaja sanoi alausunto:
Se on ensimmäinen laatuaan. Painovoima on luonnonvoimista vähiten testattu. Einsteinin teoria on tähän mennessä läpäissyt kaikki muut testit lentävillä väreillä, joten jos poikkeamia mitataan, se herättää varmasti paljon kysymyksiä painovoiman luonteesta!
Devin Chu lisäsi:
Tätä olemme odottaneet 16 vuotta. Odotamme mielenkiinnolla, kuinka tähti käyttäytyy mustan aukon voimakkaan vetovoiman alla. Seuraako S0-2 Einsteinin teoriaa vai uhmaako tähti nykyisiä fysiikan lakejamme? Pian saamme tietää!
Tähtitieteilijät UCLA: n kanssaGalaktinen keskusryhmäKerää valokuva vieraillessasi Keckin observatoriossa, joka sijaitsee Maunakean huipulla Havaijilla. Ryhmän jäsenet palaavat tälle sivustolle keväällä 2018 ja alkavat havainnoida S2: tä, kun tähti kulkee kohti lähimmän etäisyytensä Linnunradan keskeiseen supermassiiviseen mustaan reikään. Kuva kauttaKeckin observatorio.
Muuten, muissa Linnunradan mustaa aukkoa koskevissa uutisissatutkijat odottavat ensimmäistä suoraa kuvaa Sgr A*: sta pian. Joten tänä vuonna on käynnissä suuria, tärkeitä tutkimushankkeita, jotka liittyvät galaksimme keskellä olevaan supermassiiviseen mustaan aukkoon.
Katso molempien tulokset myöhemmin vuonna 2018.
Bottom line: Tähtitieteilijät raportoivat 'kaikki selväksi' - kumppania ei löytynyt S2: lle, tähdelle, joka kiertää lähellä Linnunradan keskusmustaa. He toivovat voivansa käyttää tätä tähteä myöhemmin vuonna 2018 Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian testaamiseen.