銀河の中心にある超巨大なブラックホールを周回するS2と呼ばれる孤独な星は、それをテストできる最も極端な環境での一般的な相対性の予測を示しています。
数十の観察結果をまとめると、天文学者は、S2の軌道が固定位置の楕円ではないことを示しています。 むしろ、軌道はスピログラフパターンのように動きます—シュヴァルツシルトの進行として知られている現象です。
シュヴァルツシルトの後退が超巨大なブラックホールの周りで検出されたのはこれが初めてであり、最も重力が極端な環境で星の軌道を観察しても持続することを示しています。
さらに、一般的な相対性方程式を使用して、軌道の変化を正確に予測できます。これらの計算は、S2の観測値と正確に一致します。
「アインシュタインの相対性の一般理論は、ニュートンの重力のように、ある物体の周りの境界軌道が閉じられていないが、運動面で前方に進んでいると予測している」と、ドイツのマックスプランクエイリアン物理研究所(MPE)の天体物理学者ラインハルトヘンゼルは説明した。
「この有名な効果-太陽の周りの惑星マーキュリーの軌道で最初に見られた-は、一般的な相対性の最初の証拠でした。 100年後、天の川の中心にあるサジタリウスAの黒い穴を周回する星が動くときに同じ効果を発見しました。
S2は、16年ごとに長い楕円軌道でサジタリウスAを周回します。 最も近いアプローチ、つまりペリアストロンでは、ブラックホールから17光時間、または太陽からネプチューンまでの距離の4倍強です。
遠くに聞こえるかもしれませんが、Sagittarius Aのような巨大なものを扱っている場合、それは驚くほど近く、黒い穴からの重力の衝撃により、星が回転するときに光の速度の3％近くまで加速します。 銀河系の中心に最も近い星の1つです。
「S2の測定値は一般的な相対性に非常によく従うため、サジタリウスAの周囲に存在する、分布した暗黒物質やおそらく小さな黒い穴などの目に見えない物質の量に厳しい制限を設定できます」と天体物理学者のガイペリンとカリンは述べています。 パリ天文台からのペロー-フランスのムドン広場とグルノーブル天文台。
「これは、超大規模なブラックホールの形成と進化を理解する上で非常に興味深いものです。」
この研究は天文学と天体物理学に掲載されました。
