Zvaigzne, kas riņķo ap melno caurumu, tikko apstiprināja vispārējās relativitātes teorijas prognozi

(ESO/L. Calçada)

Viena zvaigzne ar nosaukumu S2 riņķo ap supermasīvo melnais caurums mūsu galaktikas centrā tikko demonstrēja prognozi par vispārējā relativitāte ekstrēmākajā vidē mēs to varam pārbaudīt – ieliekot vēl vienu spalvu teorijas jau tā saraustītajā vāciņā.

Apkopojot gadu desmitiem vērtus novērojumus, astronomi ir parādījuši, ka S2 orbīta nav fiksēta elipse; drīzāk orbīta mainās kā spirogrāfa zīmējums - parādība, kas pazīstama kā Švarcšilda precesija.

Šī ir pirmā reize, kad ap supermasīvu melno caurumu tiek atklāta Švarcšilda precesija, kas parāda, ka tā ir spēkā pat tad, ja mēs novērojam zvaigžņu orbītas gravitācijas ziņā ekstrēmākajā vidē.



Turklāt vispārējos relativitātes vienādojumus var izmantot, lai precīzi prognozētu orbitālās izmaiņas, un šie aprēķini ir precīzi sakrituši ar S2 novērojumiem.

'Einšteina vispārējā relativitāte paredz, ka viena objekta saistītās orbītas ap otru nav slēgtas, kā tas ir Ņūtona gravitācijā, bet virzās uz priekšu kustības plaknē.' skaidroja astrofiziķis  Reinhards Genzels Maksa Planka Ārpuszemes fizikas institūta (MPE) Vācijā loceklis un GRAVITĀTE Sadarbība .

Šis slavenais efekts pirmo reizi tika novērots planētas orbītā Merkurs ap Sauli - bija pirmais pierādījums par labu vispārējai relativitātei. Pēc simts gadiem mēs tagad esam atklājuši tādu pašu efektu zvaigznes kustībā, kas riņķo ap kompakto radio avotu Sagittarius A* Piena ceļa centrā.

S2 ik pēc 16 gadiem pa garu, eliptisku orbītu aplido Strēlnieku A*. Tuvākajā pieejā jeb periastronā tas atrodas 17 gaismas stundu attālumā no melnā cauruma jeb nedaudz vairāk kā četras reizes lielāks par attālumu no Saules līdz Neptūnam.

Tas var izklausīties tālu, bet, ja jums ir darīšana ar kaut ko tik masīvu kā Strēlnieks A*, tas ir pārsteidzoši tuvu, un gravitācijas sitiens no melnā cauruma paātrina zvaigzni līdz gandrīz 3 procentiem no gaismas ātruma, kad tā šūpojas apkārt. Tā ir viena no vistuvāk riņķojošajām zvaigznēm galaktikas centrā.

Un šis nav S2 pirmais relativitātes rodeo. Astronomi ir uzmanīgi vērojuši zvaigzni kopš deviņdesmitajiem gadiem. 2018. gadāpaziņoja GRAVITY sadarbībaka veids, kā S2 gaisma stiepās, tuvojoties Strēlniekam A*, apstiprināja vispārējās relativitātes teorijas paredzēto efektu vienā no līdz šim ekstrēmākajiem testiem. Nākamajā gadā otrā komandaapstiprināja šos rezultātus ar savu dokumentu, rakstīts, izmantojot neatkarīgu novērojumu kopu.

Tagad GRAVITY Collaboration ir izmantojusi vairāk nekā 330 mērījumus no novērojumiem, kas datēti ar 1992. gadu, līdz 2019. gada beigām, lai noskaidrotu, vai novērotā precesija atbilst vispārējās relativitātes teorijas prognozēm. Un viņi trāpīja paydirt.

'Pēc tam, kad vairāk nekā divarpus gadu desmitus esam sekojuši zvaigznei tās orbītā, mūsu izsmalcinātie mērījumi precīzi nosaka S2 Švarcšilda precesiju tās ceļā ap Strēlnieku A*.' sacīja astrofiziķis Stefans Gilesens no UN.

Bet tas vēl nav viss. Lai aprēķinātu S2 precesiju, ir nepieciešama precīza masa Strēlniekam A*. Līdz šim pierādījumi liecina, ka masa ir aptuveni 4 miljoni reižu lielāka par Saules masu. Lai atbilstu novērotajai orbītai, relativitātes vienādojumiem bija nepieciešama arī masa, kas aptuveni 4 miljoni reižu pārsniedz Saules masu.

Tas ir vēl viens apstiprinājums Strēlnieka A* masai. Un tas arī ļauj astronomiem izpētīt telpu ap orbītu. Piemēram, ja cits masīvs objekts, piemēram,vidējas masas melnais caurums, būtu tuvumā, tas ietekmētu orbītu. Ja neatrodam šīs orbitālās ietekmes, mēs varam ierobežot to, kas atrodas galaktikas centrā.

'Tā kā S2 mērījumi tik labi ievēro vispārējo relativitāti, mēs varam noteikt stingrus ierobežojumus tam, cik daudz neredzamu materiālu, piemēram, sadalīto. tumšā matērija vai iespējams mazāks melnie caurumi , atrodas ap Strēlnieku A*,” sacīja astrofiziķi Gajs Perins un Karīna Perro no Parīzes Observatorijas-Site de Meudon un Grenobles observatorijas Francijā.

'Tas ir ļoti svarīgi, lai izprastu supermasīvo melno caurumu veidošanos un evolūciju.'

Tas viss no vienas zvaigznes. Cik brīnišķīgi.

Pētījums ir publicēts Astronomija un astrofizika .

Populārākas Kategorijas: Viedoklis , Daba , Skaidrotājs , Veselība , Fizika , Cilvēkiem , Neklasificēts , Telpa , Sabiedrību , Tech ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.