Einstein's theorie van algemene relativiteit net geslaagd voor een dramatische zwart-gat-test met vlag en wimpel.
De beweging van een ster die in een baan om de aarde draait Boogschutter A *, het superzware zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel, komt precies overeen met dat voorspeld door algemene relativiteitstheorie, meldt een nieuwe studie.
'Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat gebonden banen van het ene object rond het andere niet gesloten zijn, zoals in de zwaartekracht van Newton, maar vooruit gaan in het bewegingsvlak. Dit beroemde effect - voor het eerst gezien in de baan van de planeet Kwik rond de zon - was het eerste bewijs voor algemene relativiteitstheorie ', zei co-auteur Reinhard Genzel, directeur van het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Garching, Duitsland, in een verklaring.
"Honderd jaar later hebben we nu hetzelfde effect gedetecteerd in de beweging van een ster die om de compacte radiobron Boogschutter A * draait in het midden van de Melkweg", Voegde Genzel toe." Deze doorbraak in de waarneming versterkt het bewijs dat Boogschutter A * een superzwaar zwart gat moet zijn van 4 miljoen keer de massa van de zon. "
De beweging die Genzel noemde, de precessie van Schwarzschild genoemd, beschrijft een soort rotatie in de elliptische baan van een object. De locatie van het dichtstbijzijnde naderingspunt van het object verandert met elke ronde, dus de algehele baan heeft de vorm van een rozet in plaats van een eenvoudige, statische ellips.
Astronomen hadden nooit de precessie van Schwarzschild gemeten in een ster die zoemde rond een superzwaar lichaam zwart gat - tot nu.
Het onderzoeksteam gebruikte de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory (ESO) in Chili om een ster genaamd S2 te volgen terwijl deze rond Boogschutter A * liep, die ongeveer 26.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is. In de loop van 27 jaar hebben de astronomen meer dan 330 metingen gedaan van de positie en snelheid van S2 met behulp van meerdere VLT-instrumenten. (Een van die instrumenten heet GRAVITY, wat het onderzoeksteam zijn naam geeft: de GRAVITY-samenwerking.)
Zo'n lang observatievenster was nodig om de precessie van S2 op te vangen, want de ster heeft 16 aardse jaren nodig om één baan rond Boogschutter A * te voltooien.
De waargenomen precessie kwam precies overeen met de voorspellingen van algemene relativiteitstheorie, wat later zou kunnen leiden tot verdere ontdekkingen, aldus de onderzoekers.
“Omdat de S2-metingen de algemene relativiteit zo goed volgen, kunnen we strikte limieten stellen aan hoeveel onzichtbaar materiaal, zoals verdeeld donkere materie of mogelijk kleinere zwarte gaten, is aanwezig rond Boogschutter A *, "zeiden teamleden Guy Perrin en Karine Perraut - respectievelijk de Paris Observatory-PSL en het Grenoble Institute of Planetology and Astrophysics in Frankrijk - in dezelfde verklaring.
'Dit is van groot belang voor het begrijpen van de vorming en evolutie van superzware zwarte gaten', voegde ze eraan toe.
De nieuwe studie, die vandaag (16 april) online in het tijdschrift is gepubliceerd Astronomie en astrofysica, kunnen nog meer opwindende inzichten in het zwarte gat voorspellen. Bijvoorbeeld komende megascopen zoals ESO's Extreem grote telescoop kunnen astronomen sterren volgen die nog dichter bij Boogschutter A * komen dan S2, aldus de onderzoekers.
"Als we geluk hebben, kunnen we sterren dicht genoeg vastleggen zodat ze de rotatie, de draaiing, van het zwarte gat daadwerkelijk voelen", zei Andreas Eckart, student van het studieteam van de Universiteit van Keulen in Duitsland. "Dat zou weer een heel ander niveau van relativiteitstest. "
- Prachtig uitzicht op de ruimte van ESO's Very Large Telescope (foto's)
- Hoe werden superzware zwarte gaten zo groot en klonterig? Wetenschappers weten het nog steeds niet.
- Albert Einstein: biografie, theorieën en citaten
