In diesem Bild umkreisen die Sterne in enger Umlaufbahn das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, das als Sagittarius A * (Sgr A *) bekannt ist. Bildnachweis: Gemini International Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / (Spaceengine), Credits: M. Zamani (NSFs NOIRLab)[2]Ein genauer Blick auf das supermassereiche Schwarze Loch im Herzen der Milchstraße
Astronomen nutzen das Gemini-Observatorium und ein gemeinsames internationales Teleskop, um Sagittarius A * hervorzuheben
Astronomen haben mit dem Gemini-North-Teleskop die bisher genauesten Messungen der Bewegung von Sternen um die Supermasse gemacht.[{“ attribute=““>black hole at the center of the Milky Way. These results show that 99.9% of the mass contained at the very center of the galaxy is due to the black hole, and only 0.1% could include stars, smaller black holes, interstellar dust, and gas, or dark matter.
Genauer denn je haben Astronomen Position und Geschwindigkeit der vier Sterne in unmittelbarer Nähe von Sagittarius A* (Sgr A*) gemessen,[1] Das supermassereiche Schwarze Loch, das sich im Zentrum der Milchstraße versteckt. Es wurde festgestellt, dass die Bewegungen dieser Sterne – S2, S29, S38 und S55 genannt – Bahnen folgen, die zeigen, dass die Masse im Zentrum der Milchstraße fast ausschließlich auf Sgr A * zurückzuführen ist, das Schwarze Loch, das sehr wenig hat Platz für alles, was andere zulassen.
Das Forschungsteam nutzte für diese Forschung eine Vielzahl fortschrittlicher astronomischer Einrichtungen. Um die Geschwindigkeiten von Sternen zu messen, verwendeten sie Gemini Near Infrared Spectrograph (GNIRS)-Spektroskopie bei Gemini North nahe dem Gipfel des Maunakea auf Hawaii, Teil des Gemini International Observatory, des NSF NOIRLab-Programms und des europäischen Instruments SYMPHONES Southern Observatory.[{“ attribute=““>تلسكوب كبير جدا. تم استخدام أداة GRAVITY في VLTI لقياس مواضع النجوم.
رسم توضيحي للثقب الأسود القوس A * في وسط مجرة درب التبانة. الائتمان: مرصد الجوزاء الدولي / NOIRLab / NSF / AURA / J. دا سيلفا / (Spaceengine) ، شكر وتقدير: M. Zamani (NSF’s NOIRLab)
قال راينهارد جينزل ، مدير معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج كوكب الأرض والمشترك في الحصول على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2020: „نحن ممتنون جدًا لمرصد الجوزاء ، الذي أعطتنا أداة GNIRS الخاصة به المعلومات الهامة التي نحتاجها“. „يُظهر هذا البحث التعاون العالمي في أفضل حالاته.“
يحتوي مركز المجرة التابع لمجرة درب التبانة ، الذي يقع على بعد حوالي 27000 سنة ضوئية من الشمس ، على مصدر الراديو المضغوط Sgr A * الذي حدده علماء الفلك على أنه ثقب أسود فائق الكتلة يبلغ 4.3 مليون مرة كتلة الشمس. على الرغم من عقود من الملاحظات المضنية – وتم منح جائزة نوبل لاكتشاف هوية Sgr A *[3] – Es war schwierig, schlüssig zu zeigen, dass der größte Teil dieser Masse nur dem supermassereichen Schwarzen Loch gehört und dass es auch keine große Menge an Materie wie Sterne, kleinere Schwarze Löcher, Staub und interstellares Gas oder Dunkle Materie enthält.
Diese kommentierten Bilder, die zwischen März und Juli 2021 mit dem GRAVITY-Instrument der ESO vom Very Large Telescope Interferometer (VLTI) aufgenommen wurden, zeigen Sterne, die in der Nähe von Sagittarius A *, dem supermassiven Schwarzen Loch im Herzen der Milchstraße, kreisen. Einer dieser Sterne, S29 genannt, wurde beobachtet, als er sich dem Schwarzen Loch näherte, in einer Entfernung von 13 Milliarden km, das 90-fache der Entfernung zwischen Sonne und Erde. Ein weiterer Stern namens S300 wurde erstmals in neuen VLTI-Beobachtungen entdeckt, über die die ESO berichtet. Unter Verwendung von Gemini North vom Gemini International Observatory, einem Programm des NOIRLab der NSF und des VLT der ESO, haben Astronomen die Position und Geschwindigkeit dieser Sterne S29 und S55 (und der Sterne S2 und S38) genauer als je zuvor und fanden heraus, dass sie sich auf eine Weise bewegen, die zeigt, dass die Masse im Zentrum der Milchstraße fast vollständig auf das Schwarze Loch Sagittarius A* zurückzuführen ist und nur sehr wenig Platz für irgendetwas anderes lässt. . Bildnachweis: Zusammenarbeit zwischen ESO und GRAVITY
„Nachdem der Nobelpreis für Physik 2020 verliehen wurde, um zu bestätigen, dass Sgr A * wirklich ein Schwarzes Loch ist, wollen wir jetzt weitermachen. Wir möchten verstehen, ob im Zentrum der Milchstraße noch mehr verborgen ist, und ob Relativitätstheorie ist wirklich die richtige Theorie “Der direkteste Weg, diese Frage zu beantworten, besteht darin, die Umlaufbahnen der Sterne in der Nähe von Sgr A * zu berechnen, die vor ihm vorbeiziehen. “, erklärte Stefan Gelsen, einer der an dieser Arbeit beteiligten Astronomen.
Einsteins allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass die Umlaufbahnen von Sternen um ein kompaktes, supermassereiches Objekt leicht von denen abweichen, die von der klassischen Newtonschen Physik vorhergesagt werden. Insbesondere sagt die Allgemeine Relativitätstheorie voraus, dass die Umlaufbahnen von Sternen eine elegante Rosette bilden, ein Effekt, der als proaktiver Schwarzschild bekannt ist. Um die Sterne hinter dieser Rose wirklich zu sehen, verfolgte das Team die Position und Geschwindigkeit von vier Sternen ganz in der Nähe von Sgr A *, genannt S2, S29, S38 und S55. Die Beobachtungen des Teams zur zurückgelegten Strecke dieser Sterne ließen Rückschlüsse auf die Massenverteilung innerhalb von Sgr A * zu. Sie fanden heraus, dass jede Masse, die sich innerhalb der Umlaufbahn von S2 erstreckt, höchstens 0,1 % der Masse des supermassereichen Schwarzen Lochs beträgt.
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Es ist unglaublich schwierig, winzige Variationen in den Umlaufbahnen entfernter Sterne um das supermassereiche Schwarze Loch in unserer Galaxie zu messen. Um weitere Entdeckungen zu machen, müssen Astronomen nicht nur die Grenzen der Wissenschaft, sondern auch der Technik erweitern. Zukünftige extrem große Teleskope (ELTs) wie das Magellan Giant Telescope und das Thirty-Meter Telescope (beide aus dem US-ELT-Programm) werden es Astronomen ermöglichen, noch schwächere Sterne mit noch größerer Genauigkeit zu messen.
„Wir werden unsere Empfindlichkeit in Zukunft weiter verbessern, sodass wir noch schwächere Objekte aufspüren können“, schloss Gillessen. „Wir hoffen, mehr zu entdecken, als wir jetzt sehen, was uns eine einzigartige und eindeutige Möglichkeit gibt, die Rotation des Schwarzen Lochs zu messen.“
Zoomen Sie in das Herz der Milchstraße, um die Sterne zu sehen, die vom Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte beobachtet wurden (letzte Beobachtung im Jahr 2019). Wenn man noch näher kommt, werden Sterne näher am Schwarzen Loch sichtbar, das Mitte 2021 mit dem GRAVITY-Instrument des Very Large Telescope-Interferometers der ESO beobachtet wurde.
„Gemini-Observatorien liefern weiterhin neue Einblicke in die Natur unserer Galaxie und das supermassereiche Schwarze Loch in ihrem Zentrum“, sagte Martin Steele, Leiter des Gemini-Programms der National Science Foundation. „Die Weiterentwicklung von Instrumenten, die für den weit verbreiteten Einsatz im nächsten Jahrzehnt vorgesehen sind, wird die Führungsrolle von NOIRLab bei der Charakterisierung des uns umgebenden Universums aufrechterhalten.“
Weitere Informationen zu dieser Forschung finden Sie unter Beobachten Sie, wie die Sterne um das supermassive Schwarze Loch in der Milchstraße herumlaufen.
Beobachtungen
- Sagittarius A * wird “Sagittarius Star” ausgesprochen.
- Das ESO VLT besteht aus vier Single-Site-Teleskopen mit einem Durchmesser von 8,2 Metern, die eine als Interferometrie bekannte Technik verwenden können, um Licht durch ein Netzwerk von Spiegeln und unterirdischen Tunneln zu sammeln, um das VLTI zu bilden. GRAVITY nutzt diese Technologie, um die Position von Objekten am Nachthimmel nach Höhe zu messen.[{“attribute=””>exactitudequivalentaescollirunamonedad’unquartdedòlaralasuperfíciedelaLluna[{“attribute=““>accuracy—equivalenttopickingoutaquarter-dollarcoinonthesurfaceoftheMoon
- Der Nobelpreis für Physik 2020 wurde zum Teil an Reinhard Genzel und Andrea Ghez „für die Entdeckung eines supermassiven kompakten Objekts im Zentrum unserer Galaxie“ verliehen.
Diese Forschung wird in dem in Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Artikel „The distribution of masses in the galactic center from the interferometric astrometry of multiple stellar orbits“ vorgestellt. Ein ergänzender Artikel „Deep Images of the Galactic Center with GRAVITY“ wurde ebenfalls in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
Verweise:
„Massenverteilung im galaktischen Zentrum basierend auf der interferometrischen Astrometrie mehrerer Sternbahnen“ von GRAVITY Collaboration: R. Buter, N. Aimar, A. Amorim, J. Ball, M. Bauböck, JP Berger, H. Bonnet, G. Bourdarot , W. Brandner, V. Cardoso, Y. Clénet, Y. Dallilar, R. Davies, PT de Zeeuw, J. Dexter, A. Drescher, F. Eisenhauer, NM Förster Schreiber, A. Foschi , P ….