Uuendus S2-s, Linnutee mustast august mööda vajuv täht

Kunstniku kontseptsioon tähe S2 (mõnikord S0-2) orbiidist, näidatud helesinisena. Järgmise paari kuu jooksul on oodata, et see täht sukeldub meie galaktikas hiiglasliku musta augu lähedusse. Pilt S. Sakai / A.Ghez / Kecki observatooriumi / UCLA galaktiliste keskuste rühma kaudu.

Üks kaasaegse astronoomia põnevaid leide on see, et suurte galaktikate, sealhulgas meie koduse galaktika Linnutee keskmes on supermassiivsed mustad augud. Linnutee keskmist musta auku nimetatakse Ambur A * (hääldatakse "Ambur A täht") või lühidalt Sgr A * ning selle mass on teadaolevalt umbes 4 miljonit päikest. Astronoomid jälgisid hiljuti augu lähedal gaasipilve sukeldumist ja nüüd jälgivad selle lähedal tiirlevaid tähti mitu, eriti tähte S2 (mõnikord S0-2). Tänu hiljutistele tähelepanekutele - mis avaldati eelretsenseeritavas Astrophysical Journalis 2018. aasta veebruari lõpus - väidavad UCLA Galactic Center Groupi astronoomid, et neil on Sins kasutamiseks „täiesti selge” Einsteini üldise relatiivsusteooria testimiseks.

Siiani arvati, et S0-2 võib olla kahetäht. Kaks üksteist tiirlevat tähte oleks eelseisva raskustesti keeruliseks teinud.

Kuid astronoomide meeskond, keda juhib Hawaii Hilo osariigi Devin Chu, kes on UCLA astronoomiaõppe üliõpilane, on leidnud, et S2-l pole kaaslast:

… Vähemalt üks, mis on piisavalt massiline, et pääseda kriitiliste mõõtmiste teele, mida astronoomid vajavad Einsteini teooria kontrollimiseks.

S2 on noor ja umbes 15 korda massiivsem kui meie päike. See on hea; see tähendab, et see on särav, abivalmis, kuna täht asub Maast suhteliselt kaugel - vastupidiselt enamikule Linnutee tähtedele, mida võime mainida - 26 000 valgusaasta kaugusel. Kas saite selle numbri, 26 000 valgusaastat? See on meie ligikaudne kaugus galaktika keskpunktist ja seal mängitav imelik ja imeline füüsika.

Oma hiljutises uuringus kirjeldasid Chu ja tema kolleegid S2 87 varasema mõõtmise analüüsi, mis pärineb aastast 2000. Neist 12 on hiljuti avaldatud käesolevas dokumendis, mis on koostatud aastatel 2014 kuni 2016.

Eeldatavasti teeb S2 oma lähima möödasõidu musta augu alt 2018. aasta jooksul ja relatiivsuse test toimub siis, kui täht piitsutab augule kõige lähemal. Astronoomid kasutavad tähe liikumist musta augu massi kinnitamiseks (praegu arvatakse, et see on umbes 4, 15 miljonit päikese massi).

Ja nad kasutavad ka S2 liikumist, et proovida kinnitada Einsteini ennustust, et väga tugevad gravitatsiooniväljad peaksid valguse lainepikkusi “sirutama”, põhjustades gravitatsioonilise punase nihke.

UCLA astme õpilane Devin Chu on uue uuringu esimene autor, näidates, et S2-l pole kaaslastähte, ja valides tee kavandatud relatiivsuse testideks. Pilt Kecki observatooriumi kaudu.

SciFyWire'is kirjutades pakkus halb astronoom Phil Plait oma tavapärast suurepärast selgitust, mis juhtub:

[S2] tiirleb ellipsil Sgr A *, mille läbimine võtab umbes 15 aastat. Selle orbiidi läbimõõt on umbes 300 miljardit km [200 miljardit miili], mis võib kõlada palju, kuid me räägime siin supermassiivsest mustast august! See on lähedal!

Ja see läheneb. Kuna orbiit on ellips, langeb täht mustast august vaid 18 miljardi km kaugusele, mis on positiivselt hirmuäratav lähedane lähenemisviis. See on mustast august vaid neli korda kaugemal kui Neptuun on meie päikesest.

Selle tegemisel on musta augu raskusaste nii tugev, et see kiirendab tähe kiiruseni umbes 6000 km [4000 miili] sekundis - piisavalt kiiresti, et USA mandriosa ületada vähem kui sekundiga ...

Musta augu lähedal hakkavad oluliseks muutuma Einsteini võrrandite ennustatud relativistlikud mõjud. Näiteks tähelt tulev valgus peab meie juurde pääsemiseks võitlema musta augu raskusega, kaotades väljumisel energiat. Seda nimetatakse gravitatsiooniliseks punanihkeks. Kui objekt läheneb vaatlejale või eemaldub vaatlejast, nihkub valgus natuke lainepikkuses, mis on lihtsalt vana punane nihe. Nihke suurus sõltub kiirusest.

S2 puhul toimib gravitatsiooniline punane nihe lähima lähenemise korral nagu tähe liikumisele lisanduvad veel 200 kilomeetrit sekundis! Sellest piisab üsna hõlpsaks mõõtmiseks, nii et astronoomid peaksid seda kindlasti nägema.

Infrapuna pilt meie Linnutee galaktika keskpunktist. Linnutee keskse musta augu - Sgr A * - asukohta tähistab oranž rist. Pilt ESO / MPE / S. Gillessen jt kaudu.

UCLA galaktilise keskuse rühma astronoomid ütlesid, et nad loodavad näha tähe tõmbamist:

… Maksimaalne gravitatsiooniline tugevus - punkt, kus kõik kõrvalekalded Einsteini teooriast peaksid olema suurimad.

Galaktika keskuse rühma asedirektor Tuan Do ütles oma avalduses:

See on esimene omalaadne mõõtmine. Gravitatsioon on loodusjõude kõige vähem hästi testitud. Einsteini teooria on kõik muud testid seni läbinud lendavate värvidega, nii et kui oleks mõõdetud kõrvalekaldeid, tekitaks see kindlasti palju küsimusi gravitatsiooni olemuse kohta!

Devin Chu lisas:

Oleme seda 16 aastat oodanud. Oleme ärevil, kuidas staar käitub musta augu vägivaldse tõmbe all. Kas S0-2 järgib Einsteini teooriat või trotsib täht meie praeguseid füüsikaseadusi? Saame varsti teada!

UCLA galaktilise keskuse rühmaga astronoomid kogunevad foto saamiseks visiidi ajal Hacki Maunakeas asuvasse Kecki observatooriumi. Grupi liikmed naasevad sellele saidile 2018. aasta kevadel, et alustada vaatlusi S2 kohta, kui täht liigub meie Linnutee keskse supermassiivse musta auku lähemale. Pilt Kecki observatooriumi kaudu.

Muide, meie Linnutee musta augu kohta käivates uudistes ootavad teadlased varsti esimest otsest pilti Sgr A * -st. Nii et sellel aastal on mängus suured ja olulised uurimisprojektid, mis on seotud meie galaktika keskel asuva supermassiivse musta auguga.

Vaata mõlema tulemusi, hiljem 2018. aastal.

Alumine rida: Astronoomid teatavad, et kõik on selge - kaaslast ei leitud S2 jaoks - täht, mis tiirleb meie Linnutee keskosa musta augu lähedal. Nad loodavad seda tähte kasutada 2018. aastal hiljem Einsteini üldrelatiivsusteooria testimiseks.

Allikas: S0-2 binaarsuse uurimine: selle päritolu ja robustsuse mõjud kui raskusjõuseaduse proovivõttur supermassiivse musta augu ümber

Kecki observatooriumi kaudu