СИЛА ТЯЖЕСТИ – часть Интерферометра VLT. Объединяя свет от четырех телескопов это может достигнуть того же самого пространственного разрешения и точности в имеющих размеры позициях телескопа до 130 метров в диаметре. Соответствующая прибыль в разрешающей способности и позиционной точности – факторе 15 по отдельным 8,2-метровым Телескопам Единицы VLT – позволит СИЛЕ ТЯЖЕСТИ сделать удивительно точные измерения астрономических объектов.
Одна из основных целей СИЛЫ ТЯЖЕСТИ состоит в том, чтобы сделать подробные наблюдения за средой 4 миллионов солнечных массовых черных дыр в самом центре Млечного пути [1]. Хотя положение и масса черной дыры были известны с 2002, делая измерения точности движений звезд, вращающихся вокруг него, СИЛА ТЯЖЕСТИ позволит астрономам исследовать поле тяготения вокруг черной дыры в беспрецедентных деталях, обеспечивая уникальный тест общей теории относительности Эйнштейна.В этом отношении первые наблюдения с СИЛОЙ ТЯЖЕСТИ уже очень увлекательны. Команда СИЛЫ ТЯЖЕСТИ [2] использовала инструмент, чтобы наблюдать звезду, известную как S2, поскольку это вращается вокруг черной дыры в центре нашей галактики с периодом только 16 лет.
Эти тесты выразительно продемонстрировали чувствительность СИЛЫ ТЯЖЕСТИ, поскольку она смогла видеть эту слабую звезду всего через несколько минут наблюдения.Команда скоро будет в состоянии получить ультраточные положения орбитальной звезды, эквивалентной измерению положения объекта на Луне с точностью сантиметра. Это позволит им определить, следует ли движение вокруг черной дыры за предсказаниями Общей теории относительности Эйнштейна – или нет.
Новые наблюдения показывают, что Галактический Центр – столь идеальная лаборатория, как можно надеяться на.«Это был фантастический момент для целой команды, когда свет от звезды вмешался впервые – после восьми лет тяжелой работы», говорит ведущий ученый СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ФРАНК АЙЗЕНХОЕР из Института Макса Планка Внеземной Физики в Гархинге, Германия. «Сначала мы активно стабилизировали вмешательство на яркой соседней звезде, и затем только несколько минут спустя мы могли действительно видеть вмешательство от слабой звезды – к большому количеству хлопков по ладони».
На первый взгляд ни у справочной звезды, ни орбитальной звезды нет крупных компаньонов, которые усложнили бы наблюдения и анализ. «Они – идеальные исследования», объясняет Айзенхоер.Этот ранний признак успеха не прибывает момент слишком скоро.
В 2018 звезда S2 будет в ее самом близком к черной дыре, всего на расстоянии в 17 легких часов от него и едущий на уровне почти 30 миллионов километров в час или 2,5% скорости света. На этом расстоянии эффекты из-за Общей теории относительности будут самыми явными, и наблюдения СИЛЫ ТЯЖЕСТИ приведут к своим самым важным результатам [3]. Эта возможность не будет повторена в течение еще 16 лет.Примечания[1] Центр Млечного пути, нашей домашней галактики, находится на небе в созвездии Стрельца (Стрелец) и составляет приблизительно 25 000 световых лет, отдаленных от Земли.
[2] Консорциум СИЛЫ ТЯЖЕСТИ состоит из: Институты Макса Планка Внеземной Физики (MPE) и Астрономии (MPIA), LESIA Парижской Обсерватории и IPAG Гренобля Universite Alpes/CNRS, Университет Кельна, Centro Multidisciplinar de Astrofisica Lisbon и Порту (SIM) и ESO.[3] Команда, впервые, будет в состоянии измерить два релятивистских эффекта для звезды, вращающейся вокруг крупной черной дыры – гравитационное красное смещение и прецессия pericentre. Красное смещение возникает, потому что свет от звезды должен переместиться против сильного поля тяготения крупной черной дыры, чтобы убежать во Вселенную. Поскольку это делает так, это теряет энергию, которая проявляет как красное смещение света.
Второй эффект относится к орбите звезды и приводит к отклонению от прекрасного эллипса. Ориентация эллипса вращается приблизительно половиной степени в области орбитального самолета, когда звезда проходит близко к черной дыре.
Тот же самый эффект наблюдался для орбиты Меркурия вокруг Солнца, где это приблизительно в 6500 раз более слабо за орбиту, чем в чрезвычайной близости черной дыры. Но большее расстояние делает его намного тяжелее, чтобы наблюдать в Галактическом Центре, чем в Солнечной системе.