אסטרונומים ידעו מזה זמן שכוכב אחד שהקיף די קרוב לחור השחור במרכז הגלקסיה שלנו. האסטרונום אנדראה גהז מ- UCLA אומר שהיכולת לצפות בשני הכוכבים הללו ב'טנגו 'לתקופה קצרה סביב החור השחור תעזור למדען למדוד את ההשפעות של עקמומיות בחלל, והם צריכים להיות מסוגלים לקבוע אם אלברט איינשטיין צדק ב התחזית שלו כיצד חורים שחורים יכולים לעוות חלל וזמן.
"אני שמח מאוד למצוא שני כוכבים המקיפים את החור השחור העל-מסיבי של הגלקסיה שלנו בהרבה פחות מחיי אדם", אמר גהז. "זה הטנגו של [הכוכבים האלה] שיגלה את הגיאומטריה האמיתית של החלל והזמן ליד חור שחור בפעם הראשונה. לא ניתן לבצע מדידה זו עם כוכב אחד בלבד. "
יש כמעט 3,000 כוכבים המקיפים מעט את החור השחור, ולרובם מסלולי אורכה של 60 שנה ומעלה.
כוכב הקרוב-אין הידוע בעבר, S0-2, מקיף את החור השחור כל 15.5 שנים. ועכשיו, הכוכב שזה עתה נמצא, הנקרא S0-102, מקיף את החור השחור בתוך 11.5 שנים בוערות, מסלולו הקצר ביותר הידוע של כל כוכב ליד חור שחור זה.
שחזור מסלוליהם של שני כוכבים - S0-2 ו- S0-102 - ליד החור השחור במרכז שביל החלב. (מסלולי הכוכבים האחרים מתוארים גם על פי קווים חלשים יותר.) הרקע הוא תמונה אינפרא אדום גבוהה ברזולוציה גבוהה של האזור. קרדיט: Andrea Ghez et al./UCLA/Keck
באותה דרך שבה כוכבי לכת סובבים סביב השמש, S0-102 ו- S0-2 נמצאים כל אחד במסלול אליפטי סביב החור השחור המרכזי. גהז אמר שהתנועה הפלנטרית במערכת השמש שלנו הייתה המבחן האולטימטיבי לתורת הכבידה של ניוטון לפני 300 שנה, וכעת התנועה של S0-102 ו- S0-2 תהיה המבחן האולטימטיבי לתורת היחסות הכללית של איינשטיין, המתארת את כוח הכבידה כ תוצאה של עקמומיות החלל והזמן.
"הדבר המרגש בלראות את הכוכבים עוברים את מסלולם השלם הוא לא רק שאתה יכול להוכיח שחור שחור קיים, אלא יש לך הזדמנות ראשונה לבדוק פיסיקה בסיסית תוך שימוש בתנועות הכוכבים האלה," אמר גץ. "מראה שהוא מסתובב באליפסה מספק את המסה של החור השחור העל-מסיבי, אבל אם נוכל לשפר את דיוק המדידות, נוכל לראות סטיות מאליפסה מושלמת - שהיא חתימת היחסות הכללית."
כאשר הכוכבים יגיעו לגישה הקרובה ביותר שלהם, תנועתם תושפע מעיקול החלל, והאור הנוסע מהכוכבים אלינו יתעוות, אמר גץ.
S0-2, שהוא 15 פעמים בהיר יותר מ- S0-102, יעבור את הגישה הקרובה ביותר שלו לחור השחור בשנת 2018. S0-102 עושה את הגישה הקרובה ביותר שלו בשנת 2021, כך שהצוות יפקח עין על הכוכבים האלה בזמן שהם תתקרב בצורה מפתה אבל לא קרובה מספיק כדי להישאב פנימה, אמר גהז.
גהז ועמיתיה מתבוננים ב- S0-2 מאז 1995. בשנת 2000 היא וצוותה דיווחו - לראשונה - כי אסטרונומים ראו כוכבים מתרבים סביב החור השחור העל-מסיבי. מחקריהם הראו כי שלושה כוכבים האיצו ביותר מ- 250,000 קמ"ש בשנה כשהם מקיפים את החור השחור. מהירותם של S0-102 ו- S0-2 צריכה להאיץ גם ביותר מ- 250,000 קמ"ש בגישה הקרובה ביותר שלהם, אמר גהז.
"העובדה שאנו יכולים למצוא כוכבים הקרובים כל כך לחור השחור היא פנומנלית," אמר גץ. "עכשיו זה משחק כדור חדש לגמרי, מבחינת סוגי הניסויים שאנחנו יכולים לעשות כדי להבין איך חורים שחורים צומחים עם הזמן, התפקיד של חורים שחורים סופר-מסיביים ממוקמים במרכז הגלקסיות, והאם התיאוריה של איינשטיין על היחסות הכללית תקפה ליד חור שחור, שם תאוריה זו מעולם לא נבדקה לפני כן. זה מרגש שיש עכשיו אמצעי לפתוח את החלון הזה. "
המחקר נעשה באמצעות טלסקופים של קק. מאמר הצוות פורסם ב -5 באוקטובר בכתב העת Science.
מקור: UCLA
כיתוב דימוי מוביל: הטלסקופים של Keck I ו- Keck II מתמקדים בשני כוכבים המקיפים את החור השחור של שביל החלב. קרדיט לצילום רקע: דן בירצ'אל / טלסקופ סובארו במונא קאה, הוואי. שכבת-על שנוצרה על ידי פרופסור אנדראה גהז וצוות המחקר שלה ב- UCLA ומקורם במערכות נתונים שהושגו באמצעות הטלסקופים W. M. Keck.
