• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Den snabbaste stjärnan som någonsin sett rör sig med 8 % av ljusets hastighet

    Avståndet för SgrA*-stjärnor vid närmaste inflygning. Kredit:Florian Peißker, et al

    I mitten av vår galax, hundratals stjärnor kretsar nära ett supermassivt svart hål. De flesta av dessa stjärnor har tillräckligt stora banor för att deras rörelse beskrivs av Newtons gravitation och Keplers rörelselagar. Men några få kretsar så nära att deras banor endast kan beskrivas exakt med Einsteins allmänna relativitetsteori. Stjärnan med den minsta omloppsbanan är känd som S62. Dess närmaste inställning till det svarta hålet gör att den rör sig mer än 8 % av ljusets hastighet.

    Vår galaxs supermassiva svarta hål är känt som Skytten A* (SgrA*). Det är en massa på cirka 4 miljoner solar, och vi vet detta på grund av stjärnorna som kretsar runt den. I årtionden, astronomer har spårat dessa stjärnors rörelse. Genom att beräkna deras banor, vi kan bestämma massan av SgrA*. På senare år har våra observationer har blivit så exakta att vi kan mäta mer än det svarta hålets massa. Vi kan testa om vår förståelse av svarta hål är korrekt.

    Den mest studerade stjärnan som kretsar kring SgrA* är känd som S2. Det är en ljus, blå jättestjärna som kretsar runt det svarta hålet vart 16:e år. Under 2018, S2 närmade sig det svarta hålet närmast, ger oss en chans att observera en relativitetseffekt som kallas gravitationsrödförskjutning. Om du kastar en boll upp i luften, den saktar ner när den stiger. Om du lyser upp en ljusstråle mot himlen, ljuset saktar inte ner, men gravitationen tar bort en del av dess energi. Som ett resultat, en ljusstråle blir rödförskjuten när den klättrar upp ur en gravitationsbrunn. Denna effekt har observerats i labbet, men S2 gav oss en chans att se den i den verkliga världen. Säker nog, på nära håll, ljuset från S2 skiftade till rött precis som förutspått.

    • En simulering av hur S2 rör sig så snabbt att den rödförskjuts. Kredit:ESO/M. Kornmesser

    • Orbital precession av en stjärna nära ett supermassivt svart hål. Kredit:Luís Calçada/ESO

    I åratal, S2 ansågs vara den stjärna som var närmast SgrA*, men sedan upptäcktes S62. Som ett team nyligen upptäckte, det är en stjärna som är ungefär dubbelt så massiv som solen som kretsar runt det svarta hålet vart tionde år. Genom deras beräkningar, på det närmaste, dess hastighet närmar sig 8 % av ljusets hastighet. Det är så snabbt att tidsutvidgning spelar in. En timme vid S62 skulle ta ungefär 100 jordminuter.

    På grund av dess närhet till SgrA*, S62 följer inte en Kepler-bana. Istället för att vara en enkel ellips, den följer en spirografrörelse genom vilken dess omloppsbana precesserar cirka 10 grader med varje cykel. Denna typ av relativistisk precession observerades först med Merkurius omloppsbana, men bara som en liten effekt.

    Hösten 2022, S62 kommer att göra ytterligare en nära inställning till SgrA*. Det borde göra det möjligt för astronomer att testa effekterna av relativitet ännu mer exakt än närgången till S2.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com