天文学者は、銀河の中心にあるブラックホールのかなり近くを1つの星が周回していることを以前から知っていました。 UCLAの天文学者Andrea Ghezは、ブラックホールの周りのこれらの2つの星を短期間「タンゴ」で見ることができると、科学者が時空曲率の影響を測定するのに役立ち、アルバートアインシュタインが正しかったかどうかを判断できるはずだと言いますブラックホールが空間と時間をゆがめる方法の彼の予測。
「私たちの銀河の超巨大ブラックホールを人間の寿命よりもはるかに短い時間で周回する2つの星を見つけて、とても嬉しく思います」とGhezは言いました。 「ブラックホールの近くの空間と時間の真の幾何学を初めて明らかにするのは、これらの星のタンゴです。この測定は1つの星だけで行うことはできません。」
ブラックホールにいくらか近い軌道にある星は3,000近くあり、それらのほとんどは60年以上の軌道を持っています。
以前から知られている近接星S0-2は、15.5年ごとにブラックホールを周回しています。そして今、S0-102と呼ばれる新しく発見された星は、燃える11.5年でブラックホールを周回します。これは、このブラックホールの近くにあるどの星よりも短い軌道です。
天の川の中心にあるブラックホールの近くの2つの星（S0-2とS0-102）の軌道の再構築。 （他の星の軌道も薄い線で描かれています。）背景は、領域の実際の高解像度赤外線画像です。クレジット：Andrea Ghez et al./UCLA/Keck
惑星が太陽の周りを周回するのと同じように、S0-102とS0-2はそれぞれ中央のブラックホールの周りを楕円軌道にあります。ゲズ氏は、私たちの太陽系の惑星運動は300年前のニュートンの重力理論の究極のテストであり、S0-102とS0-2の運動はアインシュタインの一般相対性理論の究極のテストになると述べています。空間と時間の湾曲の結果。
「星が完全な軌道を通過するのを見ることのエキサイティングなことは、ブラックホールが存在することを証明できるだけでなく、これらの星の動きを使用して基本的な物理学をテストする最初の機会があることです」とGhez氏は述べました。 「それが楕円で回っていることを示すことは、超大質量ブラックホールの質量を提供しますが、測定の精度を向上させることができれば、完全な楕円からの偏差を見ることができます。これは、一般相対性理論の署名です。」
星が最も接近するようになると、それらの動きは時空の曲率の影響を受け、星から私たちに移動する光は歪むとゲズ氏は述べています。
S0-102の15倍明るいS0-2は、2018年にブラックホールへの最も近いアプローチを通過します。S0-102は2021年に最も近いアプローチを行うため、チームはこれらの星に注目します。食欲をそそるほど近づきますが、吸い込まれるほどには近づきません。
ゲズと彼女の同僚は1995年以来S0-2を観測しています。2000年に、彼女と彼女のチームは初めて-天文学者が星が超巨大ブラックホールの周りで加速するのを見たと報告しました。彼らの研究では、3つの星がブラックホールを周回しているときに、年間25万mph以上加速したことが示されました。ゲズ氏によると、S0-102とS0-2の速度は、最接近時に250,000 mph以上加速するはずである。
「ブラックホールに非常に近い星を見つけることができるという事実は驚異的です」とGhezは言いました。 「これはまったく新しい球技です。ブラックホールが時間とともにどのように成長するか、銀河の中心で超巨大ブラックホールが果たす役割、およびアインシュタインの一般相対性理論が有効であるかどうかを理解するために実行できる実験の種類に関してこの理論がこれまでテストされたことがないブラックホール。今、このウィンドウを開く手段を持っていることはエキサイティングです。」
研究はケック望遠鏡を使用して行われました。チームの論文は10月5日にサイエンス誌に掲載されました。
出典：UCLA
主な画像のキャプション：ケックIとケックIIの望遠鏡は、天の川のブラックホールを周回する2つの星に焦点を合わせています。背景写真のクレジット：ハワイのマウナケアにあるダンバーチャール/すばる望遠鏡。 Andrea Ghez教授とUCLAの彼女の研究チームによって作成されたオーバーレイは、W。M. Keck望遠鏡で取得されたデータセットからのものです。
