Potwierdzono obecność supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej

Artykuły
Brak komentarzy
Drukuj

Astronomowie korzystający z teleskopu Keck odkryli nową gwiazdę orbitującą w bardzo bliskim sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury. Według wielu opinii gwiazda ta znajduje się w centrum Drogi Mlecznej – galaktyki, której częścią jest nasz Układ Słoneczny.

Obserwacje centrum Drogi Mlecznej

Od połowy lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku teleskop Keck, znajdujący się na szczycie Mauna Kea na Hawajach, systematycznie bada obszary zlokalizowane w pobliżu centrum Drogi Mlecznej. Analiza danych pochodzących z tego teleskopu pozwoliła odkryć wiele gwiazd, które to wydawały się krążyć po orbicie wokół obiektu Sgr A* (Sagittarius A*). Obiekt ten według obliczeń wykonanych w oparciu o pomiary ruchu orbitalnego gwiazd, miałby posiadać masę około cztery miliony razy większą od masy Słońca. Jedynym znanym obiektem astrofizycznym, który mógłby być tak masywny i jednocześnie wypełniać niezbyt dużą przestrzeń, jest właśnie czarna dziura.

Do tej pory jedyną odkrytą gwiazdą okrążającą środek Drogi Mlecznej była gwiazda S0-2, dla której to udało się uzyskać dane obejmujące czas trwania jej pojedynczego obrotu wokół centrum naszej Galaktyki, wynoszący 16,5 roku. Dane dotyczące pozostałych gwiazd uwzględniały mniej niż 40% ich orbit. Według astronomów w miarę dokładne scharakteryzowanie orbity dowolnego obiektu astronomicznego wymaga posiadania danych pokrywających ponad 50% ich całkowitej orbity. Warunek ten spełniła, jak do tej pory, tylko gwiazda S0-2.

obserwatorium na Mauna Kea na Hawajach
Obserwatorium na Mauna Kea na Hawajach

Odkrycie gwiazdy S0-102

Obecnie zespół astronomów na czele z Andrea Ghez z University of California w Los Angeles, ogłosił odkrycie nowej gwiazdy o nazwie S0-102. „Czas obiegu tej gwiazdy wokół centrum Drogi Mlecznej wynosi zaledwie 11,5 roku. To najkrótszy znany nam okres obrotu gwiazdy wokół czarnej dziury”, powiedział Ghez. „Poprawa optyki adaptacyjnej powinna nam pomóc w znalezieniu gwiazd o znacznie mniejszej jasności, dzięki czemu moglibyśmy dokonywać bardziej dokładnych pomiarów”, dodał. Rozwinięcie tej techniki powinno również umożliwić przeprowadzenie obserwacji S0-102 w apocentrum, czyli w największej odległości od czarnej dziury. „Powinno to zmniejszyć niepewność pomiaru wielu parametrów, np. masy czarnej dziury”, powiedział Ghez.

Odkrycie gwiazdy S0-102 pozwoli astronomom bardziej zrozumieć orbitę gwiazdy S0-2. W szczególności, umożliwi przeprowadzenie bardziej precyzyjnych pomiarów S0-2 w perycentrum, czyli w miejscu największego zbliżenia tej gwiazdy z czarną dziurą, których wykonanie przewiduje się w 2018 roku. Podczas perycentrum, wzrasta siła oddziaływania grawitacyjnego pomiędzy dwoma obiektami, którego bezpośrednią konsekwencją jest dodatkowe przesunięcie ku czerwieni światła emitowanego przez gwiazdę. Dokładna wartość tego przesunięcia jest szacowana na podstawie ogólnej teorii względności Einsteina. Eksperyment ten będzie można przeprowadzić również dla gwiazdy S0-102, która osiągnie swoje perycentrum w 2021 roku.

fragment nieba w centralnym obszarze Drogi Mlecznej
Fragment nieba w centralnym obszarze Drogi Mlecznej

Testowanie ogólnej teorii względności Einsteina

Ogólna teoria względności przewiduje także precesję perycentrum orbity gwiazdy. „Fakt, że przestrzeń jest zakrzywiana przez grawitację czarnej dziury oznacza, że orbita gwiazd może ulegać rozregulowaniu. Punkt perycentrum przesuwa się wówczas w kierunku, w którym gwiazda poprzednio poruszała się po orbicie”, wyjaśnił Ghez. Zjawisko to jest bardzo podobne do precesji orbity Merkurego w naszym Układzie Słonecznym, które w roku 1915 zostało wyjaśnione przez Einsteina.

Przeprowadzenie podobnego testu w przypadku gwiazd S0-2 oraz S0-102 nie jest jednak tak proste, jak w przytoczonym przykładzie. „Istnieje pewne prawdopodobieństwo, że w otoczeniu czarnej dziury poruszają się również inne obiekty gwiezdne, takie jak gwiazdy neutronowe, czy też inne czarne dziury”, powiedział Ghez. Oznacza to, że orbitujące gwiazdy przemieszczając się w pobliżu takich obszarów nie odczuwają symetrycznego rozkładu masy. „W przyszłości postęp w wytwarzaniu elementów optyki adaptacyjnej może przyczynić się do sprawdzenia teorii względności Einsteina w takich ekstremalnych warunkach grawitacyjnych”, dodał Ghez.

Artykuł pochodzi ze strony: physicsworld.com
Zdjęcie obserwatorium pochodzi ze strony: keckobservatory.org

Dodaj komentarz