Star Zooms Past Monster Black Hole, потвърждава относителността

За първи път изследователите са наблюдавали звездно състезание покрай свръхмасивната черна дупка в сърцето на Млечния път, като потвърждават, че движението му показва ефектите на общата теория на относителността, както е предсказано от Алберт Айнщайн.



Звездите на Млечния път обикалят около гигантска черна дупка, наречена Стрелец А*, която обикновено е тиха, гледана от Земята, с изключение на разкъсването случайния обект че се приближава твърде близо. Масата на черната дупка е 4 милиона пъти по -голяма от тази на Слънцето и показва най -силното гравитационно поле на нашата галактика, което го прави - и малка група звезди, обикалящи около него с висока скорост - перфектно доказателство за екстремните ефекти, предвидени от теорията на Айнщайн за обща теория на относителността.



В продължение на 26 години изследователите наблюдават центъра на Млечния път, използвайки инструменти от Европейската южна обсерватория (ESO). „Галактическият център беше нашата лаборатория за тестване на гравитацията“, каза Одел Щрауб, астрофизик от Парижката обсерватория и съавтор на новото изследване, на пресконференция на ESO на 26 юли. [Обяснена теория на относителността на Айнщайн (инфографика)]

Симулация, показваща орбитите на звездите изключително близо до свръхмасивната черна дупка в Млечния път



Симулация, показваща орбитите на звездите изключително близо до свръхмасивната черна дупка в ядрото на Млечния път. Звездата S2, която обикаля на всеки 16 години, премина много близо до черната дупка през май 2018 г., позволявайки на астрономите да изследват екстремните ефекти на относителността.(Снимка: ESO / L. Calçada / spaceengine.org)

Астрономите са използвали нови инфрачервени наблюдения от инструментите GRAVITY, SINFONI и NACO на Много големия телескоп на ESO в Чили, за да следват звезда, известна като S2, която е част от група от бързо движещи се звезди, обикалящи около свръхмасивната черна дупка, разположена на 26 000 светлини -години от Земята.

През май 2018 г. тези астрономи станаха свидетели на преминаването на S2 много близо до тази черна дупка. По това време S2 се движеше изключително бързо - 15,5 милиона мили/ч (25 милиона км/ч). Сравнявайки измерванията на позицията и скоростта, направени от GRAVITY и SINFONI, и предишните измервания, направени на S2, екипът установи, че изкривената светлина от звездата е в съответствие с прогнозите въз основа на описанието на общата теория на относителността за това как гравитацията огъва пространството-времето.



Измерванията на S2 ясно показват ефект, известен като червено отместване, Представители на ESO заявиха в изявление .

Артист

Впечатление на художника за звездата S2, която минава отблизо покрай свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път. Изследвайки тази звезда, астрономите успешно са тествали теорията на Айнщайн за общата теория на относителността.(Изображение: ESO / M. Kornmesser)



„Redshift ни казва как гравитацията влияе на фотоните, докато пътуват през Вселената“, Андреа Миа Гез, астроном и професор в катедрата по физика и астрономия в Калифорнийския университет, Лос Анджелис, която не е участвала в това изследване,каза пред demokratija.eu.

Гравитационното поле на свръхмасивната черна дупка разтяга светлината, напускаща S2, а промяната в дължината на вълната на светлината от S2 се подравнява с това, което се предвижда от теорията на Айнщайн, според изявлението.

Новите измервания и резултати не са в съгласие с това, което би било предсказано от по -простата нютонова теория на гравитацията, казаха изследователите на пресконференцията. Франк Айзенхауер, старши учен от Института за извънземна физика „Макс Планк“ и главен изследовател на GRAVITY и спектрографа SINFONI, показа ярка графика, подчертаваща това разминаване на пресконференцията на ESO - четейки „Айнщайн 1: 0 Нютон“ публика.

Това е първият път, когато подобно отклонение от нютоновата теория на гравитацията се наблюдава в звезда около свръхмасивна черна дупка, казват изследователите в изявлението, въпреки че това е вторият път, когато наблюдават S2 около черната дупка; те проследяват системата повече от две десетилетия. Последният път, когато мина, преди 16 години, разделителната способност на измерванията не беше достатъчно добра, за да отчете ефектите на относителността.

Едно от стотиците изображения, събрани с инструмента NACO на ESO

Едно от стотиците изображения, събрани с инструмента NACO на Много големия телескоп на ESO в Чили в продължение на две десетилетия, следвайки движенията на звезди, обикалящи много близо до свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път.(Изображение: ESO / MPE)

Като човешки същества на Земята ние падаме, изпускаме неща и не излитаме от планетата в космоса; & срамежлив, от ежедневна гледна точка, ние разбираме гравитацията доста добре. От различните закони на физиката обаче гравитацията е най -малко тествана , въпреки че [това е] това, което най -добре разбираме от човешко съществуване - каза Гез. Това ново изследване помага да се затвърди нашето разбиране за гравитацията в по -голям мащаб.

„Получаването на този закон е изключително важно“, каза Гез. Дори и да не сте наред или да работите с неправилно разбиране на гравитацията - дори в малък мащаб - тези грешки може да са се натрупали в по -голям мащаб, добави тя.

Тази работа показва как гравитацията действа близо до свръхмасивна черна дупка, подобрявайки по този начин разбирането на учените за силата и неговите ефекти, казват изследователите. „Тук, в Слънчевата система, можем да тестваме само физическите закони сега и при определени обстоятелства“, казва Франсоаз Делпланкке, ръководител на отдела за системно инженерство в ESO и съавтор на новото изследване. „Така че е много важно в астрономията също да се провери дали тези закони все още са валидни, когато гравитационните полета са много по -силни.“

Астрономите ще продължат да наблюдават и изучават S2 и се надяват скоро показват ефекта на общата относителност при малко завъртане на орбитата на звездата, докато тя се отдалечава от свръхмасивната черна дупка, казват изследователите.

Резултатите от новото изследване бяха публикувани онлайн днес (26 юли) в списанието Astronomy & Astrophysics.

Изпратете имейл на Челси Гохд на cgohd@demokratija.eu или я последвайте @chelsea_gohd . Последвай ни @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинална статия на demokratija.eu .