ESO望遠鏡は超巨大ブラックホールの周りのスターダンスを見て、アインシュタインが正しいことを証明します

近点が前進するのはアインシュタインの言う通り。以下、機械翻訳。
ESO望遠鏡は超巨大ブラックホールの周りでスターダンスを見て、アインシュタインが正しいことを証明します
2020年4月16日

ESOの超大型望遠鏡（VLT）で行われた観測は、アインシュタインの一般相対性理論によって予測されたとおり、天の川の中心にある超巨大ブラックホールを周回する星が動くことを初めて明らかにしました。その軌道はロゼットのような形をしていて、ニュートンの重力理論によって予測された楕円のようなものではありません。この長い間求められてきた結果は、科学者が私たちの銀河の中心に潜む巨大な巨獣の謎を解き明かすことを可能にした30年近くにわたるますます正確な測定によって可能になりました。
「アインシュタインの一般相対性理論は、ニュートン重力のように、ある天体の別の天体の周りの束縛された軌道は閉じていないが、運動平面内で前進することを予測しています。この有名な効果-最初に太陽の周りの水星の軌道で見られた-は、一般相対性理論を支持する最初の証拠でした。100年後、私たちは今、銀河の中心にある小型電波源射手座A *を周回する星の動きに同じ効果を検出しました。この観測の進歩は、射手座A *が太陽の質量の400万倍の超大質量ブラックホールである必要があるという証拠を強化します」とドイツのガルヒングにあるMax Planck地球外物理学研究所（MPE）のディレクターであるラインハルトゲンゼルと建築家この結果につながった30年にわたるプログラムの。
太陽から2万6000光年離れた位置にある射手座A *とその周りの星の密集したクラスターは、他の方法では探求されていない、極度の重力領域で物理学をテストするためのユニークな実験室を提供します。これらの星の1つであるS2は、超大質量ブラックホールに向かって200億km未満（太陽と地球の間の距離の120倍）の距離まで移動し、周りの軌道で見つかった最も近い星の1つになります。巨大な巨人。ブラックホールへの最も近いアプローチでは、S2は光速のほぼ3％で宇宙を疾走し、16年に1回軌道を完成します。「20年以上にわたって軌道上で星を追跡した後、私たちの絶妙な測定により、射手座A *の周りの経路でS2のシュヴァルツシルト歳差が確実に検出されました」とMPEのStefan Gillessenは述べています。ジャーナル天文学＆天体物理学。
ほとんどの星や惑星は非円形の軌道を持っているため、回転している物体に近づいたり遠ざかったりします。S2の軌道は歳差運動をします。つまり、次の軌道が前の軌道に対して回転し、ロゼットの形を作るように、超大質量ブラックホールに最も近い点の位置が回転ごとに変化します。一般相対性理論は、軌道がどれだけ変化するかを正確に予測し、この研究の最新の測定値が理論に正確に一致します。シュヴァルツシルト歳差運動として知られるこの効果は、これまでに超大質量ブラックホールの周りの星について測定されたことはありませんでした。
ESOのVLTでの研究は、科学者が私たちの銀河の中心にある超大質量ブラックホールの周辺についてさらに学ぶのにも役立ちます。「S2の測定は一般相対性理論に非常に準拠しているため、射手座A *の周囲に存在する暗黒物質や小さなブラックホールの可能性など、目に見えない物質の量に厳しい制限を設定できます。これは、超大質量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ことです」と、プロジェクトのフランスの科学者であるガイペリンとカリーヌペラウは言います。
この結果は、チリのアタカマ砂漠にあるESOのVLTの計器群をこの時期の最も良い部分で使用して、S2星の27年間の観測の集大成です。星の位置と速度を示すデータポイントの数は、新しい研究の徹底性と正確性を証明しています。チームは、GRAVITY、SINFONI、NACOの計器を使用して、合計で330以上の測定を行いました。S2が超大質量ブラックホールを周回するのに何年もかかるので、その軌道運動の複雑さを解明するために、30年近く星を追跡することが重要でした。
この調査は、MPEのフランクアイゼンハウアーが率いる国際チームと、フランス、ポルトガル、ドイツ、ESOの協力者によって実施されました。チームは、VLT干渉計用に開発した機器にちなんで名付けられたGRAVITYコラボレーションを構成します。これは、4つすべての8メートルVLT望遠鏡の光を超望遠鏡に結合します（直径130メートルの望遠鏡と同等の解像度）。 ）。同じチームは、2018年に報告された一般相対性理論によって予測された別の効果を：彼らは星が射手座Aに近い渡されるようS2から受信した光が長波長側に伸ばされました*。「私たちの以前の結果は、星から放出される光が一般相対性理論を経験することを示しました。これで、星自体が一般相対性理論の影響を感知することを示しました」と語るのは、ポルトガルの天体物理学および重力研究センターの研究者であり、GRAVITYプロジェクトの主任科学者の1人であるPaulo Garcia氏です。
ESOの近々登場する超大型望遠鏡により、チームは、超大質量ブラックホールのさらに近くを周回するはるかに暗い星を見ることができると信じています。「私たちが運が良ければ、ブラックホールの回転、回転を実際に感じるほど十分近くに星を捕らえるかもしれません」とプロジェクトの主任科学者の1人であるケルン大学のAndreas Eckartは言います。これは、天文学者が射手座A *を特徴付け、その周りの空間と時間を定義する2つの量、スピンと質量を測定できることを意味します。「これもまた、まったく異なるレベルのテスト相対性理論になるでしょう」とEckartは言います。

詳しくは
この研究は紙「で提示された銀河中心巨大ブラックホール周辺の星S2の軌道にシュヴァルツシルト歳差運動の検出に表示されるように、」天文学及び天体物理学 （DOI：10.1051 / 0004から6361/202037813）。
Duane Physics Bldg。、University of Colorado、Boulder、USA and MPE）、A. Eckart（1st Institute of Physics、University of Cologne、Germany [Cologne] and Max Planck Institute for Radio Astronomy、Bonn、Germany）、F。Eisenhauer（ MPE）、NMフェルスターシュライバー（MPE）、P。ガルシア（ファッカルダーデデエンゲンハリア、ポルト大学、ポルトガル、セントラ）、F。ガオ（MPE）、E。ジェンドロン（LESIA）、R。ゲンゼル（MPE、物理学科）天文学、カリフォルニア大学バークレー校、ルコンテホール）、S。ギレッセン（MPE）、M。ハビビ（MPE）、X。ハウボワ（ヨーロッパ南部天文台、サンティアゴ、チリ[ESOチリ]）、T。ヘニング（MPIA）、S。Hippler（MPIA）、M。Horrobin（ケルン）、A。Jiménez-Rosales（MPE）、L。Jochum（ESOチリ）、L。Jocou（IPAG）、A。Kaufer（ESOチリ）、 P. Kervella（LESIA）、S。Lacour（LESIA）、V。Lapeyrère（LESIA）、J.-B。Le Bouquin（IPAG）、P。Léna（LESIA）、M。
ESOはヨーロッパで最も重要な政府間天文学組織であり、世界で最も生産的な地上ベースの天文台です。加盟国は16か国です：オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、イギリス、およびチリのホスト国。オーストラリアと戦略的パートナーとして。ESOは、天文学者が重要な科学的発見を行えるようにする強力な地上観測施設の設計、建設、運用に焦点を当てた野心的なプログラムを実施しています。ESOは、天文学研究における協力の促進と組織化においても主導的な役割を果たしています。ESOは、チリで3つのユニークな世界クラスの観測サイトを運営しています。ラシージャ、パラナル、チャイナントールです。パラナルで ESOは、超大型望遠鏡と世界をリードする超大型望遠鏡干渉計、および2つの調査望遠鏡VISTAが赤外線および可視光VLT調査望遠鏡で動作することを運営しています。また、Parallal ESOは、世界最大で最も感度の高いガンマ線観測所であるチェレンコフ望遠鏡アレイサウスを主催および運営します。ESOはまた、現存する最大の天文学プロジェクトであるチャイナントールの2つの施設、APEXとALMAの主要なパートナーです。そしてパラナルに近いセロアルマゾンで、ESOは39メートルの超大型望遠鏡、ELTを構築しています。これは「世界で最大の空の目」になるでしょう。また、Parallal ESOは、世界最大で最も感度の高いガンマ線観測所であるチェレンコフ望遠鏡アレイサウスを主催および運営します。ESOはまた、現存する最大の天文学プロジェクトであるチャイナントールの2つの施設、APEXとALMAの主要なパートナーです。そしてパラナルに近いセロアルマゾンで、ESOは39メートルの超大型望遠鏡、ELTを構築しています。これは「世界で最大の空の目」になるでしょう。また、Parallal ESOは、世界最大で最も感度の高いガンマ線観測所であるチェレンコフ望遠鏡アレイサウスを主催および運営します。ESOはまた、現存する最大の天文学プロジェクトであるチャイナントールの2つの施設、APEXとALMAの主要なパートナーです。そしてパラナルに近いセロアルマゾンで、ESOは39メートルの超大型望遠鏡、ELTを構築しています。これは「世界で最大の空の目」になるでしょう。

リンク集
研究論文
VLTの写真
MPE GRAVITY Webページ
科学者のために：物語を得たか。研究論文を提案する