Звезда вращается вокруг черной дыры в нашей Галактике в потрясающий узор

Концепт-арт орбиты С2 по. Изображения: ЭСО/л. улице Calcada

Звезда, которая является пируэты вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, нашей галактики, подтвердил ключевой частью теории Альберта Эйнштейна общей теории относительности. Звезда, под названием С2, как “точность зонд гравитационного поля вокруг ближайшей массивной черной дыры,» по данным исследования, опубликованного в четверг в астрономии и астрофизике.

В течение многих десятилетий, ученые смотрели на 26000 световых лет, чтобы посмотреть, С2, вращающихся вокруг Стрельца А*, нашего галактического центра, которые занимают черная дыра с расчетной массы четырех миллионов Солнц.

С2-это идеальная природная лаборатория для проверки некоторых предсказаний Эйнштейна об окружающей среде вблизи очень массивных объектов, в том числе Шварцшильда явление, называемое прецессией. Эта прецессия происходит, когда объект заперт в очень близкой орбите с гораздо более массивным объектом. Вместо копирования из той же эллиптической орбите, а по образцу в физике Ньютона, общая теория относительности предсказывает, что меньший объект будет иметь орбиту в форме трафарету розочка, за счет искривления пространства-времени вокруг массивного объекта.

Прецессия Меркурия вокруг Солнца. Изображения: Райнер Zenz

Столетие назад Альберт Эйнштейн вычислил, что орбиты Меркурия был прецессирующего в данном узором в «розетку» из-за влияния Солнца на пространство и время. Теперь, команда ученых, известной как гравитация сотрудничество обнаружила ту же модель на гораздо более массовом масштабе.

“Мы повторяем те же эксперименты с тогда”, — сказал исследования приводят Фрэнк Эйзенхауэр, старший научный сотрудник этого института им. Макса Планка внеземной физики в звонок. “Но теперь, мы делаем это с черной дырой.”

Команда названа в честь гравитационный прибор на европейский очень большой телескоп Южной Обсерватории (привод VLT) в Чили. Поскольку он первым начал функционировать в 2017, тяжести в сочетании света из четырех телескопов VLT в, чтобы стать “супер-телескоп”, который может резко решить С2 по орбите вокруг Стрельца А*.

Наблюдения с гравитации и другие передовые инструменты теперь выпустил “первое прямое обнаружение” Шварцшильда прецессии вокруг Стрельца А*, согласно исследованию. С2 вращается в той же узором в «розетку» вокруг галактического центра как ртуть делает вокруг Солнца, в подтверждение теории Эйнштейна еще раз.

Это второе крупное подтверждение серьезности сотрудничество по общей теории относительности в масштабах черных дыр. Прибор появился как раз вовремя, чтобы наблюдать С2 сделает свой самый близкий подход к черной дыре в мае 2018 года. Звезда прошла в 20 миллиардов километров от Стрельца а*, на расстоянии только в четыре раза больше, чем орбита Нептуна вокруг Солнца. В результате интенсивных гравитационных сил вблизи черной дыры, С2 ускорение до трех процентов скорости света во время передачи.

Замечаний от события показали, что гравитационное поле черной дыры протянули свет от S2 в более длинных волнах, заставляя его краснеть от нашей точки зрения. Этот эффект, известный как гравитационное красное смещение, было еще одно предсказание релятивистских эффектов по времени и пространстве.

“Гравитационное красное смещение зондов часть времени, и эта орбита, как звезда движется в пространстве, исследует пространство”, — сказал Эйзенхауэр. “До сих пор, он четко держит хорошо. Эйнштейн прав”.

Несмотря на то, насколько хорошо он прошел так далеко тестов общей теории относительности, в конечном счете, может быть толкнул до предела на будущие наблюдения звезд вблизи галактического центра. Если есть более слабые звезды, даже ближе к Стрельцу а*, чем S2, возможно с орбиты измеряется в месяцах, а не лет, нового поколения очень большой снег в этом десятилетии, может быть, удастся обнаружить их.

Эти звезды могли быть достаточно близко к черной дыре, чтобы отобразить знаки вращения самого пространства-времени. “Звезды будут не только розетку, но поскольку все пространство вращается, звезды вращаются с пространством,” Эйзенхауэр объяснил.

“Тогда мы могли бы войти в ситуацию, в которой мы фактически видим, отклонения от теории Эйнштейна, потому что концептуально мы знаем, что теория Эйнштейна не может правильно описать все”, — добавил он. “Мы знаем, когда чешуйки очень маленькие, это не вяжется с квантовой физикой”.

В ближайшие годы и десятилетия, ученые могут быть в состоянии найти один из этих Сорвиголова звезд с орбите так близко к Стрельцу а*, которые она предоставляет некоторые из самых загадочных тайн черных дыр—и базовых законов Вселенной, что делает их.