Lukker inn på Melkeveiens sentrale sorte hull


Et par nye langsiktige studier som sporer stjernens baner i midten av Melkeveys Galaxy, viderefarger beviset på at et supermassivt svart hull lurker der. De to lagene av forskere brukte data som går tilbake til 1992 og kunne til og med spore en full revolusjon av en stjerne, kjent som S2, rundt det teoriserte sorte hullet, kjent som Skytten A *, rundt fire millioner ganger solens masse.

Et par nye langsiktige studier som sporer stjernens baner i midten av Melkeveys Galaxy, viderefarger beviset på at et supermassivt svart hull lurker der. De to lagene av forskere brukte data som går tilbake til 1992 og kunne til og med spore en full revolusjon av en stjerne, kjent som S2, rundt det teoriserte sorte hullet, kjent som Skytten A *, rundt fire millioner ganger solens masse.
Begge papirene gir nye, nært beslektede estimater for massen av det mistenkte svarte hullet og avstanden mellom vår sol og det galaktiske senteret, omtrent 26.000 lysår unna. Disse to figurene "er grunnleggende parametere for Melkeveien", sier astrofysiker Stefan Gillessen fra Max Planck-instituttet for ekstremfysikk i Garching, Tyskland, hovedforfatter av en av studiene.
Den andre studiens første forfatter, Andrea Ghez, professor i astronomi ved Universitetet i California, Los Angeles, er enig. "Mye av vår kunnskap om Milky Way-strukturen er knyttet til ... avstanden mellom solen og sentrum av vår galakse, " sier hun. For å skarpere denne kunnskapen så mye som mulig, legger hun til, "du vil virkelig ha det nummeret nektet veldig nøyaktig."
Studien av Ghez og hennes team vises i dagens utgave av The Astrophysical Journal; Gillessen og hans kolleger er satt til å publisere sine funn i et kommende nummer av samme journal.
Direkte studier av et svart hull som den som er mistanke om å eksistere midt i vår galakse, er vanskelig, da svarte hull svelger opp nærliggende lys, noe som gjør seg nesten usynlig. Men forskere kan utlede egenskaper av et svart hull fra sin sterke innflytelse på nærliggende stjerner.
Ghez sier at sporing av bane av stjerner er den mest direkte måten å studere det svarte hullets egenskaper. "Fysikken er enklest hvis du bare kan se på stjernens bevegelser, " sier hun. "Alt annet krever mye mer teori, slik at du i utgangspunktet bygger opp et større kortkort. Skjønnheten i dette eksperimentet er at det har svært få forutsetninger."
For å begrense iboende systematiske usikkerheter utgjorde Ghezs gruppe overlappende lyskilder når en stjerne passerer foran en annen eller i nærheten av det sorte hullet selv, hvor infalling material utsender stråling. Teamet måtte også regne med driften av organene i fravær av et fast referansepunkt, en prosess som Ghez beskriver som "mer subtil enn jeg noen gang hadde forestilt meg." Gillessens gruppe tok lignende skritt for å identifisere potensielle kilder til feil, raffinere koordinatsystemet og undersøke effekten av bildeforvrengning og forvirring av lyskilden på estimatene.
I tidligere tilnærminger sier Ghez, "vi hadde en slags tenåringsvisning av ting. Vi var veldig spent, vi var veldig ettertraktede om hva vi kunne gjøre, men litt naive." De nye avisene, sier hun, prøver å oppta en mer sofistikert utsikt. "Det vi lærte er at vi var mindre kunnskapsrike enn vi trodde vi var, " sier hun. "Så våre målinger er bedre, men vi forstår at det er systematikk, og når du regner med dem, er måling av det svarte hullets egenskaper faktisk mindre nøyaktige enn vi pleide å tro de var."
Ghezs lag fokuserte på S2, en relativt lys stjerne med en kort bane rundt det svarte hullet, mens Gillessens gruppe bestemte banene på 28 stjerner, inkludert S2. "Det er utrolig å se at vi kan beskrive bevegelsene til de mange stjernene" ved å anta et massivt sentralt anker, sier Gillessen. "Stjernene flyr rundt vilt, i alle retninger, på forskjellige radier. Men alt som styrer det er bare Newtons lov."
Bevegelsen til S2, Gillessen sier, gir en ytre grense til det sentrale objektet, som, kombinert med sin utlede masse, bidrar til å bevise at det er et svart hull. "Å ha fire millioner solmasser som sitter der, ikke skinner ... og blir begrenset av [bane av] stjernen S2 er virkelig et overbevisende tilfelle, sier han. I 2002 sier Gillessen at S2 passerte innen 16 lys timer av det svarte hullets hendelseshorisont, eller det var ingen retur; to år tidligere gikk en annen stjerne enda nærmere, rundt 11 lys timer.
Sheperd Doeleman, en astrofysiker ved Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory i Westford, Mass., Sier at det er viktig å fastlegge det svarte hullets parametere, og legger merke til at begge gruppene analyserte datamengder med særlig oppmerksomhet til forsiktig feilanalyse. Samtidig sier han at studiene forfinner seg snarere enn å omdefinere tidligere forståelse av naturen til det galaktiske senteret.
Med mer avanserte teleskoper og optiske teknikker, sier Ghez, vil disse estimatene fortsette å utvikle seg. Et mer finkornet bilde av galaksens midtpunkt kunne til og med gi en test seng for de grunnleggende forutsetningene til Einsteinian fysikk.
"I prinsippet kan disse stjernene teste generell relativitet, fordi de kommer inn i et veldig sterkt gravitasjonsfelt ved det sentrale svarte hullet, sier Ghez. "Og hvis målingene er presise nok, bør du kunne se påvirkningen på banen."

Hva betyr Trumps nye "åpne sinn" på klimatakkordet?Den overraskende opprinnelsen til evolusjonær kompleksitet"Star Wars" Planeter Migrere inn i posisjon rundt StellarUniversets kuleste lab satt til Open Quantum WorldØkofriendly Tolls ?: Congestion Pricing Fremmer Mass TransitEvolusjon og klimavitenskap gjør graden i statlige utdanningsstandarderDen afrikanske grønne revolusjonen (utvidet versjon)99 Prosent Chance 2016 blir det heteste året på posten