eso1622nb — Pressemelding

Første vellykkede GRAVITY-observasjon av Melkeveiens supermassive sorte hull

23. juni 2016

Et europeisk astronomteam har gjort spennende observasjoner av Melkeveiens sentrum med det nye GRAVITY-instrumentet, som kombinerer lyset fra alle fire hovedteleskopene som inngår i ESOs Very Large Telescope. Resultatene er en smakebit på de banebrytende observasjoner GRAVITY vil gjøre for å utforske det ekstremt sterke gravitasjonsfeltet nær det supermassive sorte hullet i midten av galaksen vår. Et av de store målene er å teste Einsteins generelle relativitetsteori.

GRAVITY-instrumentet er nå koblet opp mot de fire 8,2 meter store hovedteleskopene ved ESOs Very Large Telescope (VLT). Basert på innledende testobservasjoner er det klart at instrumentet snart kommer til å produsere forskningsresultater i verdensklasse.

GRAVITY er del av VLT-interferometeret, forkortet VLTI. I interferometri utnytter man et fenomen kalt interferens for å bedre oppløsningsevnen. I dette tilfellet kombineres det innsamlede lyset fra fire store teleskoper slik at evnen til å se små detaljer og bestemme posisjonen til himmelobjekter blir like god som med et kjempeteleskop på opptil 130 meter i diameter. Systemets oppløsningsevne og posisjonsnøyaktighet er 15 ganger bedre enn det man oppnår hvis en bruker et av VLTs hovedteleskoper alene. GRAVITY kan dermed gjøre forbløffende presise målinger av astronomiske objekter.

Et av GRAVITYs hovedmål er å utføre detaljerte observasjoner av omgivelsene til det supermassive sorte hullet i midten av Melkeveien [1]. Posisjonen og massen (ca. fire millioner solmasser) til det sorte hullet har vært kjent siden 2002. Ved å kartlegge bevegelsen til stjernene som går i bane rundt senteret, vil GRAVITY gjøre det mulig å undersøke gravitasjonsfeltet rundt det sorte hullet mer nøyaktig enn noen gang tidligere. Dataene vil gi en unik test av Einsteins generelle relativitetsteori.

I denne sammenheng er GRAVITYs første observasjoner både lovende og spennende. Teamet bak GRAVITY [2] har brukt instrumentet for å observere en stjerne kalt S2, som kretser rundt det supermassive sorte hullet med en omløpsperiode på bare 16 år. Testene har tydelig demonstrert instrumentets følsomhet ettersom den fjerne, lyssvake stjernen kom til syne etter bare noen minutters observasjon.

Astronomteamet vil snart kunne gjøre superpresise bestemmelser av stjernens posisjon. Nøyaktigheten tilsvarer å beregne posisjonen til et objekt på Månen med en usikkerhet på et par centimeter. Ved hjelp av disse målingene vil man kunne avgjøre om stjernens bane rundt det sorte hullet er i overensstemmelse med Einsteins generelle relativitetsteori. De første observasjonene viser at Melkeveiens sentrum er et perfekt laboratorium for en slik test.

«Det var et herlig øyeblikk for hele teamet da vi så lyset fra stjernen interferere for første gang. Det har tatt åtte år med hardt arbeid å komme hit,» forteller den vitenskapelige lederen for GRAVITY, Frank Eisenhauer fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching i Tyskland. «Først stabiliserte vi interferensen på en lyssterk stjerne i nærheten, og bare noen få minutter senere kunne vi til stor jubel se interferensen fra den lyssvake S2-stjernen.» Enn så lenge ser det heldigvis ut til at verken referansestjernen eller S2-stjernen i bane rundt det sorte hullet har massive kompanjonger som ville gjort observasjonene og analysen mer innviklet. «De er perfekte objekter til denne testen,» tilføyer Eisenhauer.

Den gode nyheten kom ikke et øyeblikk for seint. I 2018 vil S2-stjernen nå banepunktet som er aller nærmest det supermassive sorte hullet. Avstanden vil være kun 17 lystimer og hastigheten nesten 30 millioner kilometer i timen, tilsvarende 2,5 prosent av lyshastigheten. Det er i denne korte avstanden de relativistiske effektene vil være størst og GRAVITY-observasjonene vil gi oss de mest verdifulle dataene [3]. Neste sjanse kommer ikke før om 16 år.

Fotnoter

[1] Senteret til Melkeveien, vår hjemgalakse, ligger i retning stjernebildet Skytten på den sørlige himmelhalvkule. Avstanden fra Jorda er omtrent 25 000 lysår.

[2] GRAVITY-konsortiet består av Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), LESIA ved Paris Observatory, IPAG ved Université Grenoble Alpes/CNRS, University of Cologne, Centro Multidisciplinar de Astrofísica Lisbon og Porto (SIM), og ESO.

[3] For første gang vil astronomer kunne måle to relativistiske effekter for en stjerne som kretser rundt et massivt sort hull. Den ene er gravitasjonell rødforskyvning, den andre er perihelpresesjon. Rødforskyvningen oppstår fordi lyset fra stjernen er nødt til å «jobbe mot» det sorte hullets sterke gravitasjonsfelt på sin ferd videre ut i verdensrommet. Lyset mister energi, noe som viser seg ved at bølgelengden strekkes og forskyves mot den røde delen av lysspekteret. Den andre effekten gjør at stjernens omløpsbane avviker fra perfekt ellipseform. Retningen til ellipsebanen er ikke konstant, men roterer omtrent en halv grad (i baneplanet) hver gang stjernen runder det sorte hullet. Samme effekt er observert for Merkurs bane rundt Sola, men effekten her er ca. 6500 ganger svakere per baneomløp enn tilfelle er i nærheten av det sorte hullet i Melkeveiens sentrum. Galaksesenteret ligger mye lenger unna oss, så effekten er faktisk mye vanskeligere å observere.

Mer informasjon

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

  • Pressemelding om GRAVITYs første observasjoner på hjemmesiden til ESO og MPE
  • Hjemmesiden til GRAVITY-instrumentet hos ESO og MPE
  • Pressemelding hos ESO og MPE angående banene til stjernene som kretser nærmest det sorte hullet

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Frank Eisenhauer
GRAVITY Principal Investigator, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tlf.: +49 (89) 30 000 3563
E-post: eisenhau@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Hannelore Hämmerle
Public Information Officer, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tlf.: +49 (89) 30 000 3980
E-post: hannelore.haemmerle@mpe.mpg.de

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1622 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1622nb
Navn:S2
Type:Milky Way : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Very Large Telescope

Bilder

Kunstnerisk framstilling av stjernen S2s bane rundt det supermassive sorte hullet i Melkeveiens sentrum
Kunstnerisk framstilling av stjernen S2s bane rundt det supermassive sorte hullet i Melkeveiens sentrum
Melkeveiens sentrum
Melkeveiens sentrum

Videoer

Kunstnerisk framstilling av stjernen S2s bane rundt det supermassive sorte hullet i Melkeveiens sentrum
Kunstnerisk framstilling av stjernen S2s bane rundt det supermassive sorte hullet i Melkeveiens sentrum
Animasjon av strålegangen i GRAVITY-instrumentet
Animasjon av strålegangen i GRAVITY-instrumentet

Se også