A csillagászok egy ideje tudták, hogy egy csillag a galaxisunk közepén lévő fekete lyuk közelében meglehetősen körül kering. Andrea Ghez, az UCLA csillagásza szerint ez a két csillag rövid ideig tartó „tangóban” a fekete lyuk körül történő figyelésének képessége segít a tudósoknak megmérni a tér-idő görbület hatásait, és képeseknek kell lenniük annak megállapítására, hogy Albert Einsteinnek igaza volt-e a azt a jóslatát, hogy a fekete lyukak miként vetítik el a helyet és az időt.
"Nagyon örülök, hogy két csillagot találtam, amelyek kevesebb, mint egy emberi életben keringnek a galaxisunk szupermasszív fekete lyukán" - mondta Ghez. „[Ezeknek a csillagoknak] a tangója fogja először feltárni a tér és az idő valódi geometriáját a fekete lyuk közelében. Ezt a mérést nem lehet egyetlen csillaggal elvégezni. ”
Közel 3000 csillag van, amelyek keringnek kissé a fekete lyuk közelében, és legtöbbjük keringési ideje legalább 60 év.
A korábban ismert közeli csillag, az S0-2 15.5 évenként kerüli a fekete lyukat. És most, az újonnan talált csillag, az úgynevezett S0-102, körül forog a fekete lyukon egy lángoló 11,5 év alatt, ami a csillagok legrövidebb ismert pályája ezen fekete lyuk közelében.
Két csillag - S0-2 és S0-102 - pályáinak rekonstrukciója a Tejút központjában lévő fekete lyuk közelében. (Más csillagok pályáit halványabb vonalak ábrázolják.) A háttér a régió valódi nagy felbontású infravörös képe. Köszönetnyilvánítás: Ghez Andrea et al./UCLA/Keck
Ugyanúgy, ahogy a bolygók keringnek a Nap körül, az S0-102 és S0-2 ellipszis alakú pályán vannak a központi fekete lyuk körül. Ghez azt mondta, hogy a bolygómozgás a naprendszerünkben volt a végső teszt Newton gravitációs elméletének 300 évvel ezelőtt, és most az S0-102 és S0-2 mozgása lesz a végső teszt Einstein általános relativitáselmélet-elméletének, amely a gravitációt a tér és az idő görbületének következménye.
"Az a izgalmas dolog, hogy a csillagokat a teljes pályájukon haladnak, az nem csak az, hogy bizonyítani tudja, hogy létezik egy fekete lyuk, hanem az első alkalom, hogy kipróbálhassa az alapvető fizikát ezen csillagok mozgása alapján" - mondta Ghez. "Ha megmutatjuk, hogy egy ellipszis körül megy, akkor megkapja a szupermasszív fekete lyuk tömegét, de ha javíthatjuk a mérések pontosságát, akkor láthatunk eltéréseket egy tökéletes ellipszistől - ami az általános relativitáselmélet jelképe."
Amint a csillagok közelebb kerülnek a közelítéshez, mozgásukat befolyásolja a téridő görbülete, és a csillagoktól nekünk haladó fény torzul - mondta Ghez.
Az S0-2, amely 15-szer fényesebb, mint az S0-102, 2018-ban megy át a legközelebbi megközelítésnél a fekete lyuk felé. Az S0-102 2021-ben közelíti meg a legközelebbi megközelítést, így a csapat figyelemmel fogja kísérni ezeket a csillagokat, mivel ők izgalmasan közel kerüljön, de nem elég közel ahhoz, hogy beszívódjon - mondta Ghez.
Ghez és munkatársai 1995 óta figyelik az S0-2-t. 2000-ben ő és csapata először jelentették be, hogy a csillagászok a csillagoknak a szupermasszív fekete lyuk körül gyorsulását látják. Kutatásuk kimutatta, hogy három csillag évente több mint 250 000 mph-rel gyorsult, amikor a fekete lyuk körül keringtek. Az S0-102 és az S0-2 sebességének a legközelebbi megközelítésnél is meg kell gyorsulnia több mint 250 000 km / h sebességgel - mondta Ghez.
"A tény, hogy olyan csillagokat találunk, amelyek annyira közel vannak a fekete lyukhoz, fenomenális" - mondta Ghez. „Ez egy teljesen új labdajáték, annak a kísérletnek a típusában, amelyet megtehetünk annak megértése érdekében, hogy miként nőnek a fekete lyukak az idő múlásával, hogy a supermasszív fekete lyukak milyen szerepet játszanak a galaxisok központjában, és hogy Einstein általános relativitáselmélete érvényes-e egy fekete lyuk, ahol ezt az elméletet még soha nem tesztelték. Izgalmas, hogy most már rendelkezünk eszközökkel az ablak megnyitásához. "
A kutatást a Keck-távcsövek segítségével végezték el. A munkacsoport október 5-én jelent meg a Science folyóiratban.
Forrás: UCLA
Ólomkép-felirat: A Keck I és a Keck II távcsövek a Tejút fekete lyukán keringő két csillagra összpontosítanak. Háttérkép: Dan Birchall / Subaru távcső Mauna Kea-n, Hawaii. Az overlay-t Ghez Andrea professzor és az UCLA kutatócsoportja készítette, és a W. M. Keck távcsövekkel kapott adatkészletekből származik.
