Schnelle Sterne gleitet gefährlich in der Nähe der Milchstraße riesiges Schwarzes Loch


Astronomen haben einen Stern, der Geschwindigkeitsrekorde bricht, während es umkreist die Milchstraße zentrale schwarze Loch, über 3.100 Meilen (5000 km) pro Sekunde, wie es um das schwarze Loch in weniger als einem Dutzend Jahren Peitschen gefunden.

Die Entdeckung bietet Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine einzigartige Chance innerhalb der Dekade zu Einsteins Relativitätstheorie in einer extremen Umgebung testen.

Der Stern ist S0-102 benannt. Es gehört zu einer Klasse von "S-Stars", die das Zentrum der Galaxie die Sonne in einer Art Kugelschale umgeben. Es hat eine Umlaufzeit von 11,5 Jahren, geben oder nehmen 3 1/2 Monate, so dass es der kürzeste Zeitraum Star jemals gefunden in der Region. Der bisherige Rekord wurde von S0-2 verfügt über einen Zeitraum von 16 Jahren festgelegt.

Die Anwesenheit von zwei kurzperiodischen Sterne bedeutet Astronomen können die Präzession (Änderung Ausrichtung) ihrer Bahnen im Laufe der Zeit betrachten und anhand dieser Informationen erfahren, wie viel Speicherplatz durch die immense Schwerkraft von der Galaxie zentrale schwarze Loch, gebogen worden hat die bei 4 Millionen Mal die Sonne Masse wiegt.

Solche Tests haben zuvor getan. Die wohl bekannteste Studie untersuchte die Bewegung des Planeten Merkur um die Sonne. Astronomen des 19. Jahrhunderts bemerkt Merkurs Umlaufbahn wurde Präzession, mehr als durch Newtons Theorie der Schwerkraft bilanziert werden könnten. Zunächst schlug sie die Anwesenheit von einem anderen Planeten innerhalb Merkurs Umlaufbahn, aber im frühen 20. Jahrhundert war Einstein nutzen seine Theorie der Relativität Vorhersagen genau wieviel "extra" Präzession durch Raum wird durch die Schwerkraft der Sonne gebogen passieren sollte zwingen den Planeten in einen anderen Pfad. [Fotos: schwarze Löcher des Universums]

Andere ähnlichen Beobachtungen wurden von Paaren von dichten Objekten Neutronensterne genannt. Jedoch da diese Sterne nur bis zu drei Mal so massiv wie die Sonne sein können, Kurve nicht sie Raum-Zeit-viel mehr als die Verwerfungen Wissenschaftler sehen in der Umgebung der Sonne.

Studium die Raumzeit um die Milchstraße gigantische schwarze Loch sollte so einen noch nie da gewesenen Test bieten.

"Dies ist die gleiche Idee in eine unerforschte Parameterraum", sagte Andrea Ghez, Professor für Astronomie an der University of California, Los Angeles und eines der führenden Unternehmen des Forschungsteams, die S0-102 gefunden. "Wir wissen, dass die Relativitätstheorie in kleinem Rahmen bricht. "Wir wollen möglichst nahe an den Ereignishorizont wie möglich zu erhalten."

Der Ereignishorizont um ein schwarzes Loch ist der Point Of keine Return – der nächste alles kommen kann, ohne zu fallen in.

Die Sterne S0-102 und S0-2 scheinen ziemlich nahe kommen. Ihre Umlaufbahnen sind so nahe dem zentralen schwarzen Loch, dass die Auswirkungen des Raum-Zeit-Krümmung erkennbar sein sollte. Und das Vorhandensein dieser beiden kurzperiodischen Sterne ermöglicht es Beobachter die lokalen Raum-Zeit-Krümmung weit mehr als einen Stern würde genau zu messen.

Das Duo hilft auch Astronomen die Tatsache berücksichtigen, dass die schwere Masse des zentralen Schwarzen Lochs ist ein perfekter Ausgangspunkt nicht; Es gibt viele andere Objekte, wie Überreste von Toten Sternen, in der Region, die die Beobachtungen kann Wolke.

"Nah" ist allerdings ein relativer Begriff. 4 Millionen Sonnenmasse schwarzes Loch hat einen Radius von etwa 6,8 Millionen Meilen (11 Millionen Kilometer). Die nächste S0-102 wird ist 260 mal die Entfernung zwischen der Erde und der Sonne, oder etwa fünf Mal den Abstand zwischen Sonne und Pluto auf seiner am weitesten.

Eines der einzigartigen Dinge über S0-102 ist Astronomen beobachtet seine Umlaufbahn durch einen Stromkreis zu schließen. Es sollte zuletzt seine größte Annäherung (Periapse) an das zentrale schwarze Loch in 2009 gemacht, und eine andere im Jahr 2020. Unterdessen erreichen S0-2, die anderen Rekordhalter Periapse 2018 oder 2019. Das ist, wenn es wird möglich sein, ihren orbitalen Perihel zu messen.

Ein weiterer Test der Relativitätstheorie werden die Sterne Gravitative Rotverschiebung. Licht, das von einem Stern in einer Region sehr gekrümmten Raumzeit soll verlagert werden, von was man im normalen Raum erwarten könnte. Mit zwei Sternen zu beobachten, beide Periapse in den nächsten 10 Jahren erreichen, Forscher erhoffen sich eine genaue Messung zu erhalten.

S0-102 wurde durch das Keck-Observatorium auf Hawaii gefunden. Mit adaptiver Optik, die für die Unschärfe, die durch die Erdatmosphäre verursacht zu korrigieren, das Teleskop in langwellige Infrarot-Licht, das erlaubt die Erkennung von S0-102 und anderen nahe gelegenen Sternen Beobachtungen gemacht. Aber um die Messungen zur Relativitätstheorie testen machen, benötigen die Wissenschaftler eine neue Generation von Instrumenten, darunter das riesige 30-Meter-Teleskop im Bau in Hawaii.

Einige Wissenschaftler erwarten, dass die Gesetze der Relativitätstheorie zu viel durch neue Beobachtungen verändert. Mordechai-Mark Mac Low, Curator-in-Charge in der Astrophysik-Abteilung des American Museum of Natural History, sagte, dass es sehr unwahrscheinlich ist. "Relativitätstheorie jeden Test, den wir nach ihm geworfen habe überlebt hat", sagte er. "Die Aufregung hier ist, dass es eine Art Prüfung Relativität in einer Weise, die vor getestet wurden noch nicht."

Ghez, nicht auch davon ausgehen, dass Einstein in Frage gestellt. Aber sie stellte fest, dass es nicht, dass vor langer Zeit Astronomen bezweifelt, dass Sterne so nahe dem galaktischen Zentrum sogar überleben konnte. "Alles lehrt uns, Überraschungen erwarten," sagte sie.

Die Ergebnisse werden in einer Publikation in der 5 Oktober-Ausgabe der Zeitschrift Science berichtet.

Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt SPACE.com , eine Schwester-site zu LiveScience. SPACE.com auf Twitter folgen @Spacedotcom . Wir sind auch auf Facebook & Google +.

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