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爱因斯坦的一般相对论的理论再次被星形轨道轨道超大的黑洞被证明

2021-10-07 13:50:17来源:

与ESO非常大的望远镜(VLT)制作的观察首次揭示了一颗星团在银河系中心的超大迹象移动的星际移动,就像通过爱因斯坦的一般相对论的理论所预说一样。它的轨道形状像玫瑰花属,也不像牛顿的重力理论所预测的椭圆形。这种效果,称为Schwarzschild Precess,从未测量过围绕超大的黑洞的明星。这位艺术家的印象说明了明星的轨道的动力,效果夸大了,以便于可视化。

用ESO非常大的望远镜(VLT)制造的观察首次揭示了一颗星团绕在银河系中的超级分类黑洞的星际移动,就像被爱因斯坦的一般相对论的理论所预说一样。它的轨道形状像玫瑰花属,也不像牛顿的重力理论所预测的椭圆形。这种长期追捧的结果是通过近30年来越来越精确的测量来实现的,这使科学家能够解锁潜伏在银河系的庞然大物的庞然大物。

“爱因斯坦的一般相对论预测,与牛顿重力一样,另一个物体的一个物体的绑定轨道不封闭,但在运动平面中前进。这种着名的效果 - 首先在阳光周围的地球汞的轨道中看到 - 是第一个有利于一般相对性的证据。一百年后,我们现在已经在银河系中心轨道轨道上的轨道上检测到了相同的效果。这种观察力突破加强了射手座A *的证据,即Sun的超级分配黑洞,Sun的质量为400万倍,“Max Planck德国和建筑师GARING在这是一个导致这一结果的30年长的计划中。

这种仿真显示了非常靠近银河系的核心的星轨道。其中一个星星,命名为S2,每16年一次,并在2018年5月靠近黑洞。这是一个完美的实验室,用于测试引力物理学,特别是爱因斯坦的一般相对论。

距离太阳的26 000光年,Sagittarius A *和周围的密集恒星提供了一个独特的实验室,用于测试物理学,以否则无法探索的重心制度。其中一个星星S2,朝着超级分类的黑洞扫到最接近的距离,比20亿公里(太阳和地球之间的距离一百二十乘客),使其成为轨道上最近的恒星之一巨大的巨人。在最接近的黑洞的方法,S2以光速的速度几乎达到空间,每16年完成一次轨道。“在其轨道轨道后两年半到几十年之后,我们的精致测量稳健地检测到Sagittarius A *的路径中的S2的Schwarzschild Prepsion,”MPE的Stefan Gillessen说,他们在今天发表的测量分析( 4月16日,2020年)在天文学和天体物理学。

大多数恒星和行星都有一个非圆形轨道,因此移动到它们周围旋转的物体更靠近并远离。S2的轨道消耗,这意味着它最接近的位置与叠加黑洞的位置随着每个转弯而变化,使得下一个轨道在前一个轨道上旋转,产生玫瑰色的形状。通用相对性提供了精确预测其轨道变化的变化和本研究的最新测量与理论完全匹配。这种效果,称为Schwarzschild Precess,从未测量过围绕超大的黑洞的明星。

银河系中心的宽场视图。这种可见光宽敞的景观展示了在银河系中的中心的方向上的射手座(弓箭手)的富星云。整个图像充满了大量的明星 - 但远远待在灰尘云层后面隐藏,只能在红外图像中透露。此视图是从红色和蓝色光线的照片创建的,并形成数字化天空调查2的一部分。视野约为3.5度x 3.6度。

与ESO的VLT的研究也有助于科学家更多地了解我们银河系中心的超级分类黑洞附近。“因为S2测量遵循一般相对性,我们可以在Sagittarius A *周围设定有多少无形材料,例如分布式暗物质或可能的较小的黑洞。这对理解超大分离的黑洞的形成和演变非常令人兴趣,“该项目的法国领导科学家佩鲁琳和卡林彼得拉·佩林和卡林彼得说。

这一结果是S2星的27年来观察S2星级的高潮,最适合在智利的Atacama沙漠中的ESO VLT乐器。标志着明星的位置和速度的数据点数证明了新研究的彻底和准确性:团队总共制作了330多次测量,使用了SINFONIANDNACoInstrument。因为S2需要数年的超级分类黑洞轨道,因此关注近三十年的明星至关重要,以解开其轨道运动的复杂性。

该研究由由Frank Eisenhauer的国际团队进行MPE,与法国,葡萄牙,德国和ESO的合作者。该团队组成了重力协作,以他们为VLT干涉仪开发的仪器命名,它将所有四个8米VLT望远镜的光相结合到超望远镜(具有直径的望远镜130米的分辨率相当于望远镜130米的分辨率)。同一团队在2018年报道了一般相对性预测的另一个效果:它们看到从S2接收的光被拉伸到更长的波长,因为星形靠近射手座A *。“我们以前的结果表明,从星星发出的光经历了一般相对性。现在我们已经表明,葡萄牙天体物理学和引力中心的研究员Paulo Garcia和重力项目之一的研究员Paulo Garcia说,STAR本身感受到了一般相对论的影响。

随着ESO即将到来的望远镜,该团队认为,他们能够看到更加昏厥的星星,甚至更接近超级分类的黑洞。“如果我们很幸运,我们可能会捕捉到足够近的星星,以至于他们实际上感受到了黑洞的旋转,”来自科隆大学的Andreas Eckart说,另一个项目的领先科学家。这将意味着天文学家能够测量两个数量,旋转和质量,其表征射手座A *并定义其周围的空间和时间。“这将再次成为一个完全不同的测试相对论,”Eckart说。

该图表显示了射手座A *所在的视野的位置 - 黑洞标有射手座(弓箭手)的红色圆圈。这张地图显示了在良好的条件下,唯一的眼睛可见的大部分恒星。

参考:“检测在星空中心大规模黑洞附近的星座S2轨道中的施瓦茨柴尔奇的预防”通过重力协作,4月16日,4月16日,天文学和天体物理学.DOI:
10.1051/0004-6361/202037813

重力协作团队由R.台管会(欧洲南部天文台,Garching,德国[ESO]),A. Amorim(Universidade de Lisboa - Faculdade deCiências,葡萄牙和Centro deAstrofísicaeGavitação,IST,葡萄牙大学[Centra]),M.Bauböck(Max Planck外星物理学研究所,Garching,Germany [MPE]),JP Berger(Univ。Grenoble Alpes,CNR,Grenoble,法国[IPAG]和ESO),H.Bonnet(ESO),W.Bardner(Max Planck天文学研究所,海德堡,德国Heidelberg研究所[MPIA]),V.Cardoso(Centra和Cern,Genève,瑞士),Y.Clénet(Ingenidatoirede Paris,UniversitéPSL,CNRS,SorbonneUniversité,Sorbonneversité,Meudon,法国Meuds [Lesia],Pt de Zeeuw(Sterrewacht Leiden,Leiden大学,荷兰和MPE),J.Dexter( Astrophy和行星科学系,Jila,Duane Physics Bldg。,科罗拉多大学,博尔德,美国和MPE),A. Eckart(德国科隆大学1次物理学研究所[科隆]和Max Planck射频天文学研究所波恩,德国),F. Eisenhauer(MPE),NMFörsterChreiber(MPE),P. Garcia(Faculdade de Engenharia,Uniguldade Do Porto,葡萄牙和Centra),F. Gao(MPE),E.GENDRON(LESIA),R. Genzel(MPE,物理和天文部门,LE Conte Hall,加州大学,伯克利,美国),S. Gillessen(MPE),M. Habibi(MPE),X. Haubois(欧洲南部天文台,圣地亚哥,智利[ESO Chile]),T. Henning(MPIA), S. Hippler(MPIA),M. Horrobin(科隆),A.Jiménez-Rosales(MPE),L. Jochum(ESO Chile),L. Jocou(Ipag),A.Paufer(ESO Chile),P.Kervella( Lesia),S. Lacour(Lesia),V.Lapeyrère(Lesia),J.-B。 Le Bouquin(IPAG),P.Léna(Lesia),M. Nowak(天文学学院,剑桥,英国和Lesia),T.Tott(MPE),T.Pumard(Lesia),K. Perraut(IPAG),G 。Perrin(Lesia),O. pfuhl(ESO,MPE),G.Rodríguez-coira(Lesia),J. Shanguan(MPE),S. Scheithauer(MPIA),J. Stadler(MPE),O. Straub(MPE ),C. Straubmeier(科隆),E. Sturm(MPE),LJTacconi(MPE),F. Vincent(Lesia),S.Von Fellenberg(MPE),I. Waisberg(卫星物理与天体物理学系,Weizmann科学研究所,以色列和MPE),F. Widmann(MPE),E。 Wieprecht(MPE),E.Wiezorrek(MPE),J.Woillez(ESO)和S. Yazici(MPE,科隆)。

ESO是欧洲最重要的政府间天文组织,也是迄今为止世界上生产力最高的地面天文台。它有16个会员国:奥地利,比利时,捷克共和国,丹麦,法国,芬兰,德国,爱尔兰,意大利,荷兰,波兰,葡萄牙,西班牙,瑞典,瑞士和英国,以及智利和澳大利亚作为战略东道国伙伴。ESO实施了一项雄心勃勃的计划,着眼于强大的地面观测设施的设计,建造和运营,使天文学家能够做出重要的科学发现。ESO在促进和组织天文学研究方面的合作中也起着领导作用。ESO在智利拥有三个独特的世界级观测站:La Silla,Paralal和Chajnantor。在Paranal,ESO运营着甚大型望远镜及其世界领先的甚大型望远镜干涉仪以及两台测量望远镜,VISTA在红外和可见光VLT测量望远镜中工作。同样在Paranal ESO上,将托管和运营全球最大,最敏感的伽玛射线天文台南切伦科夫望远镜阵列。ESO还是Chajnantor的两个设施APEX和ALMA的主要合作伙伴,这两个设施是目前最大的天文项目。在靠近Paranal的Cerro Armazones上,ESO正在建造39米的超大望远镜ELT,它将成为“世界上最大的空中注视”。