Телескоп видит звезды танцуют вокруг сверхмассивной черной дыры, доказывает, что Эйнштейн прав

Наблюдения, сделанные с очень большой телескоп (ОБТ) показали впервые, что звезды вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути движется так же, как и было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна. Ее орбита имеет форму розетки, а не как эллипс, как и предсказывает теория гравитации Ньютона. Эта долгожданная после того, как результат стал возможным благодаря все более точные измерения на протяжении почти 30 лет, что позволило ученым раскрыть тайны бегемота, притаившегося в самом центре нашей галактики.

«Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что связаны орбиты одного объекта вокруг другого не закрытые, как в ньютоновской гравитации, но прецессируют вперед в плоскости движения. Это известный эффект-сначала видел на орбите планеты Меркурий вокруг Солнца-было первым свидетельством в пользу общей теории относительности. Сто лет спустя мы имеем сейчас обнаружил тот же эффект в движении звезды, которые вращаются вокруг радиоисточника Стрелец A* в центре Млечного Пути. Этот прорыв наблюдений, усиливает доказательства того, что Стрелец A* должна быть сверхмассивная черная дыра в 4 миллиона раз превышает массу Солнца», — говорит Рейнхард Гензель, директор Института Макса Планка внеземной физики (ПДВ) в Гархинге, Германия и архитектор 30-летней программы, которая привела к такому результату.

Расположен в 26 000 световых лет от Солнца, Стрелец A* и плотного скопления звезд вокруг него дают уникальную лабораторию для исследования физики в неизведанный и экстремальный режим гравитации. Одна из этих звезд, С2, несется в сторону сверхмассивной черной дыры на расстояние менее 20 миллиардов километров (сто двадцать раз превышает расстояние между Солнцем и Землей), что делает его одним из ближайших звезд, когда-либо найденный на орбите вокруг массивного гиганта. По его наибольшего сближения с черной дырой, С2 мчится сквозь пространство на почти три процента от скорости света, после завершения орбите каждые 16 лет. «После звезды по своей орбите на протяжении двух с половиной десятилетий, наш изысканный измерений энергично обнаружить С2 по Шварцшильда прецессии на своем пути вокруг Стрельца А*,» говорит Стефан Gillessen МПЭ, который вел анализ измерений опубликованы сегодня в журнале Астрономия и астрофизика.

Большинство звезд и планет не круговые орбиты и, следовательно, ближе и дальше от объекта они вращаются вокруг. Орбиты С2 по precesses, это означает, что расположение ближайшей точке к сверхмассивные черные отверстия меняется с каждым поворотом, таким образом, чтобы следующий орбите вращается относительно предыдущего, создавая витражную розу. Общая теория относительности дает точный прогноз о том, сколько его изменения орбиты и последних измерений этих исследований точно соответствуют теории. Этот эффект, известный как прецессия Шварцшильда, никогда прежде не были измерены для звезд вокруг сверхмассивной черной дыры.

Исследование с ЭСО по ВЛТ также помогает ученым узнать больше об окрестностях сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. «Потому что С2 измерений так хорошо следовать общей теории относительности, мы можем установить жесткие ограничения на сколько невидимого материала, как распределена темная материя или можно меньше черных дыр, присутствует вокруг Стрельца А*. Это представляет большой интерес для понимания становления и эволюции сверхмассивных черных дыр,» сказал парень Перрина и К. Перро, французского ведущие ученые проекта.

Этот результат является кульминацией 27 лет наблюдений С2 звезду, большую часть этого времени флот из инструментов Европейской южной ВЛТ, расположенном в пустыне Атакама в Чили. Число точек данных маркировки положения звезды и скорости свидетельствует о скрупулезности и точности в новые исследования: команда сделала более 330 измерений в целом, с помощью гравитации, симфония и инструменты НАКО. Потому что С2 уходят годы на орбите сверхмассивной черной дыры, крайне важно следить за звездой в течение почти трех десятилетий, чтобы распутать хитросплетения своего орбитального движения.

Исследование проводилось международной командой во главе с Френком Эйзенхауэр МПЭ с коллегами из Франции, Португалии, Германии и ЭСО. Команды составляют гравитационные взаимодействия, названный после того, как прибор был разработан по приводу VLT-интерферометр, который сочетает в себе свет всех четырех 8-метровых телескопов VLT в в супер-телескоп (с разрешением, эквивалентным телескоп 130 метров в диаметре). [ В одной команде сообщили в 2018] — Еще один эффект, предсказанный Общей Теорией Относительности: они увидели свет, полученный от С2 растягивается с большей длиной волны, как звезда прошла близко к Стрельцу а*. «Наш предыдущий результат показал, что свет, излучаемый звезды опыта Общую Теорию Относительности. Теперь мы показали, что сама звезда чувствует эффекты общей теории относительности», — говорит Пауло Гарсия, научный сотрудник Центра Португалии астрофизики и гравитации и одним из ведущих ученых о серьезности проекта.

С наступающим чрезвычайно большой телескоп Европейской южной обсерватории, группа считает, что они могли бы видеть гораздо более слабые звезды, на орбите, даже ближе к сверхмассивная черная дыра. «Если нам повезет, мы могли бы захватить звезды достаточно близко, что они чувствуют вращение, спин черной дыры», — говорит Андреас Эккарт из Кельнского университета, еще один из ведущих ученых проекта. Это будет означать, что астрономы могли бы измерить две величины, спином и массой, которые характеризуют Стрелец A* и определяют пространство и время вокруг него. «Что бы быть снова совершенно другой уровень тестирования относительности», — говорит Эккарт.

сделать разницу: спонсорские возможности