Valid XHTML 1.0 Strict

2016.07.01. - Új esz­köz­zel kezd­ték ész­lel­ni Chi­lé­ből a Tej­út­rend­szer cent­ru­mát

Eu­ró­pai csil­la­gá­szok az ESO VLT táv­cső­együt­te­sé­nek új mű­sze­ré­vel si­ke­re­sen ész­lel­ték a Ga­la­xis cent­ru­mát ura­ló szu­per­nagy tö­me­gű fe­ke­te lyuk kö­rül ke­rin­gő S2 csil­la­got, po­zí­ci­ó­ját pe­dig min­den ed­di­gi­nél pon­to­sab­ban mér­ték.

A GRA­VITY ne­vű mű­szer az ESO VLT táv­cső­együt­te­sé­nek má­so­dik ge­ne­rá­ci­ós új esz­kö­ze, a VLT In­ter­fe­ro­mé­ter ré­sze, és se­gít­sé­gé­vel elő­ször le­het mind a négy 8,2 mé­te­res te­lesz­kóp fé­nyét in­ter­fe­rom­eti­kus üzem­mód­ban kom­bi­nál­ni, olyan tér­be­li fel­bon­tást és po­zí­ció-mé­ré­si pon­tos­sá­got el­ér­ve, amely meg­fe­lel egy 130 mé­te­res - ter­mé­sze­te­sen ma csak el­mé­let­ben lé­te­ző - egye­di táv­cső le­he­tő­sé­ge­i­nek. A 8,2 mé­te­res táv­csö­ve­ké­hez vi­szo­nyí­tott nagy­já­ból 15-szö­rös ja­vu­lás ered­mé­nye­ként a GRA­VITY so­ha nem lá­tott pon­tos­ság­gal mér­he­ti majd az égi­tes­tek po­zí­ci­ó­it.

A ku­ta­tók egyik fő cél­ja a GRA­VITY-vel a Tej­út­rend­szer cent­ru­mát el­fog­la­ló mint­egy 4 mil­lió nap­tö­me­gű fe­ke­te lyuk kör­nye­ze­té­nek rész­le­tes meg­fi­gye­lé­se. Bár a szu­per­nagy tö­me­gű fe­ke­te lyuk po­zí­ci­ó­ja és tö­me­ge már 2002 óta is­mert, a kö­rü­löt­te ke­rin­gő csil­la­gok moz­gá­sá­nak pon­tos mé­ré­sé­vel a GRA­VITY le­he­tő­vé te­szi majd, hogy a ku­ta­tók ed­dig el­kép­zel­he­tet­len pon­tos­ság­gal tér­ké­pez­zék fel a fe­ke­te lyuk kö­rü­li gra­vi­tá­ci­ós te­ret, kü­lön­le­ges teszt­nek vet­ve alá így Eins­tein ál­ta­lá­nos re­la­ti­vi­tás­el­mé­le­tét is.

Ezen cél fé­nyé­ben már a GRA­VITY el­ső ész­le­lé­sei is rend­kí­vül biz­ta­tó­ak. A mű­szert épí­tő ku­ta­tó­cso­port tag­jai az Sgr A* szu­per­nagy tö­me­gű fe­ke­te lyuk kö­rül 16 éves pe­ri­ó­dus­sal ke­rin­gő S2 je­lű csil­la­got fi­gyel­ték meg az új esz­köz­zel. A teszt ha­tá­so­san de­monst­rál­ta a GRA­VITY ké­pes­sé­ge­it, mi­vel a na­gyon hal­vány csil­la­got már né­hány perc után ér­zé­kel­te. A cso­port rö­vi­de­sen a ke­rin­gő csil­lag po­zí­ci­ó­i­nak olyan pon­tos­sá­gú ész­le­lé­sé­re lesz ké­pes, ami egy sok­kal kö­ze­lebb­ről vett pél­dá­val azt je­len­te­né, hogy a Hold fel­szí­nén lé­vő ob­jek­tu­mok hely­ze­tét cen­ti­mé­te­res pon­tos­ság­gal tud­nánk meg­ha­tá­roz­ni. Ez pe­dig azt is le­he­tő­vé te­szi, hogy tesz­tel­jék, a fe­ke­te lyuk kö­rü­li moz­gás meg­fe­lel-e az eins­tei­ni ál­ta­lá­nos re­la­ti­vi­tás­el­mé­le­tét elő­re­jel­zé­se­i­nek, vagy sem. Az új ész­le­lé­sek jel­zik, hogy eh­hez a ga­lak­ti­kus cent­rum­nál nincs al­kal­ma­sabb la­bo­ra­tó­ri­um.

IMAGE

A ga­lak­ti­kus cent­rum. A új GRA­VITY in­ter­fe­rom­eti­kus ész­le­lé­sei so­rán az IRS 16C je­lű csil­la­got hasz­nál­ták re­fe­ren­ci­a­ként, az ész­le­lé­si cél­pont pe­dig az S2 je­lű csil­lag volt. A 4 mil­lió nap­tö­me­gű, Sgr A* el­ne­ve­zé­sű szu­per­nagy tö­me­gű fe­ke­te lyuk po­zí­ci­ó­ját na­rancs­sár­ga ke­reszt je­lö­li.
[ESO/MPE/S. Gil­les­sen et al.]

A ku­ta­tó­cso­port ve­ze­tő­je, Frank Ei­sen­hau­er (Max Planck Ins­ti­tu­te for Ext­ra­ter­rest­ri­al Phy­sics, Gar­ch­ing) sze­rint va­rázs­la­tos pil­la­nat volt, ami­kor nyolc év ke­mény mun­ka után a fény­nya­lá­bok elő­ször in­ter­fe­rál­tak az új be­ren­de­zés­ben. A mé­rés so­rán el­ső­ként egy kö­ze­li fé­nyes csil­lag­gal sta­bi­li­zál­ták az in­ter­fe­ren­cia-min­tá­za­tot, majd né­hány perc múl­va már a hal­vány cél­ob­jek­tum min­tá­za­ta is fel­tűnt, a cso­port tag­ja­i­nak nagy ová­ci­ó­ja mel­lett. El­ső pil­lan­tás­ra se a re­fe­ren­cia-csil­lag­nak, se az S2-nek nincs ak­ko­ra tö­me­gű kí­sé­rő­je, amely za­var­hat­ná a meg­fi­gye­lé­se­ket és az ana­lí­zist. Ei­sen­hau­er sze­rint mind­ket­tő ide­á­lis a cél­ja­ik­ra.

A si­ke­res teszt ép­pen jó­kor zaj­lott le, mi­vel az S2 2018-ban pá­lyá­já­nak a fe­ke­te lyuk­hoz leg­kö­ze­leb­bi pont­já­ba ke­rül, mind­össze 17 fény­óra tá­vol­ság­ban lesz at­tól, 30 mil­lió km/h se­bes­ség­gel, ami a fény­se­bes­ség­nek 2,5%-a. Eb­ben a tá­vol­ság­ban az ál­ta­lá­nos re­la­ti­vi­tás­el­mé­let ha­tá­sai még hang­sú­lyo­sab­ban je­lent­kez­nek, a le­he­tő­ség meg­is­mét­lő­dé­sé­re pe­dig újabb 16 évet kel­le­ne vár­ni.

IMAGE

Fan­tá­zia­kép a Tej­út­rend­szer köz­pont­ját ura­ló szu­per­nagy tö­me­gű fe­ke­te lyuk kö­rül ke­rin­gő csil­la­gok­ról. 2018-ban az S2 je­lű a fe­ke­te lyuk­hoz na­gyon kö­zel fog el­ha­lad­ni, ez az ese­mény pe­dig egye­dül­ál­ló le­he­tő­sé­get biz­to­sít majd az ál­ta­lá­nos re­la­ti­vi­tás­el­mé­let na­gyon erős gra­vi­tá­ci­ós te­rek­re vo­nat­ko­zó elő­re­jel­zé­se­i­nek tesz­te­lé­sé­re. Az ESO VLT In­ter­fe­ro­mé­te­ré­nek GRA­VITY mű­sze­re ki­vá­ló esz­köz a csil­la­gok po­zí­ci­ó­já­nak mé­ré­sé­re, aho­gyan azt az S2 ese­té­ben már bi­zo­nyí­tot­ták is a ter­ve­zői és épí­tői. Az S2 pá­lyá­ját vö­rös vo­nal, a fe­ke­te lyuk po­zí­ci­ó­ját pe­dig vö­rös ke­reszt jel­zi.
[ESO/L. Calçada]

A ku­ta­tók - szin­tén elő­ször - egy­szer­re két ef­fek­tust is tud­nak majd ta­nul­má­nyoz­ni a fe­ke­te lyuk kö­rül ke­rin­gő csil­lag meg­fi­gye­lé­sé­vel: a gra­vi­tá­ci­ós vö­rö­sö­dést és a pe­ri­cent­rum pre­cesszi­ó­ját. A vö­rö­sö­dés oka az, hogy a csil­lag fé­nye na­gyon erős gra­vi­tá­ci­ós te­ré­ben mo­zog, így a szö­kés köz­ben ener­gi­át ve­szít, az­az a hul­lám­hossza nő, vö­rö­sö­dik. A pe­ri­cent­rum pre­cesszi­ó­já­nak oka, hogy a csil­lag pá­lyá­ja va­ló­já­ban nem zárt gör­be (el­lip­szis), ha azon­ban min­den pil­la­nat­ban az­zal kö­ze­lít­jük, úgy tű­nik, hogy ez az el­lip­szis a pá­lya­sík­ban fo­rog. A fél nagy­ten­gely irá­nya a fe­ke­te lyuk­hoz leg­kö­ze­leb­bi po­zí­ció kör­nyé­kén kö­rül­be­lül fél fo­kot for­dul el. A je­len­ség a Mer­kúr boly­gó pá­lyá­ja ese­té­ben is meg­fi­gyel­he­tő - tu­laj­don­kép­pen en­nek pon­tos elő­re­jel­zé­se volt az ál­ta­lá­nos re­la­ti­vi­tás­el­mé­let el­ső si­ke­re -, de a pá­lya­el­lip­szis ke­rin­gé­sen­kén­ti el­for­du­lá­sa nagy­já­ból 6500-szor ki­sebb, mint a fe­ke­te lyuk szél­ső­sé­ges kör­nye­ze­té­ben. A ga­lak­ti­kus cent­rum sok­kal na­gyobb tá­vol­sá­ga mi­att azon­ban a kö­zel négy nagy­ság­rend­del na­gyobb ef­fek­tus is jó­val ne­he­zeb­ben ész­lel­he­tő, mint a Nap­rend­szer­ben.

For­rás:

Valid CSS!
Hy-phen-a-tion