Samanyolu'nun Kara Deliğine Yakın Bilinen En Hızlı Yıldız Tespit Edildi - Artık Einstein'ın Yerçekimi Teorisinin Test Edilmesine Yardımcı Olabilir

En hızlı hareket eden yıldız S301, yakın zamanda Almanya'nın Garching kentindeki Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü'nde Stefan Gillessen'in ekibi tarafından keşfedildi. İlk rapor edildi Burada (tam makalenin erişilebilir olmasıyla Burada), yıldız, Avrupa Güney Gözlemevi'nin (ESO'nun) Çok Büyük Teleskobu'nda (VLT) çalışan GRAVITY aygıtı kullanılarak 8 metrelik teleskoplar üzerindeki yakın kızılötesi girişimölçümüyle keşfedildi.

Geçtiğimiz günlerde Harvard'ın yıllık konferansının resepsiyon yemeğinde Stefan'ın yanına oturdum. Kara Delik GirişimiOn yıl önce kurucu direktör olarak görev yaptığım. 1,5 güneş kütleli bu yıldız, Samanyolu'nun merkezindeki Yay A* adı verilen süper kütleli kara deliğin etrafında 8,7 yıllık bir periyoda ve 0,98 dış merkezliliğe sahip oldukça eliptik bir yörüngede hareket ediyor.

Bu kara deliğin çevresinden 4,3 milyon güneş kütlesindeki gaz ve yıldızları yutma konusunda uzun bir geçmişi var. S301'in en yüksek hızı saniyede 25.000 kilometre veya ışık hızının %8,3'üdür; kara deliğin Schwarzschild yarıçapının 140 katına kadar iner; bu, kara deliğin ağzının, ışığın bile kaçamayacağı ölçeğini tanımlar. Eğer yıldız kara deliğe on kat daha yakınlaşsaydı, gelgit yerçekimi tarafından parçalanıp, bu uzay-zaman canavarının ağzını beslerken parlak bir şekilde parlayan bir gaz akışına dönüşürdü.

S301'in yörüngesi, Albert Einstein'ın kütle çekimini uzay-zamanın eğriliği olarak formüle etmesinden beklentileri test etmek için kullanılabilir. Einstein'ın denklemleri, S301'in yörüngesinin kara deliğin dönüşüne tepki olarak hareket edeceğini öngörüyor ve Yay A*'nın önümüzdeki on yıl içinde ne kadar hızlı döndüğünü ölçmek için yeni ve kesin bir yol sunuyor.

Jack Hills tarafından önerilen doğal bir mekanizma 1988 tarihli bir makaledebir çift yıldızın kara delik tarafından gelgit yoluyla parçalanmasıdır. Güneş kütleli yıldızların yaklaşık yarısı ikili yıldızlardan oluşur. Bir ikili yıldız sistemi kara deliğe yeterince yaklaştığında gelgit yerçekimi, iki yıldızın yerçekimsel bağlantısından daha güçlü hale gelir ve ikili sistemi birbirinden ayırır, bir yıldızı saniyede binlerce kilometreye varan bir hızla dışarı gönderir ve ikinci yıldızı kara deliğin etrafında daha sıkı bir yörüngeye fırlatır.

Gerçekten de, Warren Brown ve Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden işbirlikçileri tarafından Samanyolu halesinde yola çıkan hiper hızlı yıldızlardan oluşan bir popülasyon keşfedilmişti. Burada.

2006 yılında yayınlanan bir makalede Buradaöğrenci Idan Ginsburg'la birlikte, Samanyolu halesinde gözlemlenen hiper hızlı yıldızların eski yoldaşlarının, Yay A* etrafındaki oldukça eksantrik yörüngelerde gözlemlenen yakın S yıldızları popülasyonunu üretmiş olabileceğini öne sürdüm. Galaktik merkez yıldızı S301 muhtemelen onlardan biri; son 100 milyon yıl boyunca 1-2 haftalık bir yörünge periyoduna sahip bir başlangıç ​​ikili yıldız sisteminden Hills mekanizması yoluyla oluşmuş.

İçinde bir takip makalesiIdan'la birlikte ikili yıldız sistemlerinin Yay A* tarafından parçalanmasında gezegenlerin hayatta kalabileceğini gösterdim. Sonuç olarak Galaktik seyahat acenteleri, hiper hızlı yıldızların etrafındaki yaşanabilir gezegenlere yapılacak heyecan verici yolculuklar için bilet satabilecek. Maceracı Galaktik yolcular, Samanyolu galaksisinden ışık hızının %1'ine varan bir hızla çıkan hiper hızlı bir yıldızla seyahat etmeyi mi, yoksa ışık hızının %8,3'üne ulaşan ve Galaksimizdeki en büyük kara deliğe 140 Schwarzschild yarıçapı kadar yaklaşan S301 gibi bir yıldızla mı seyahat etmeyi tercih edeceklerini merak ediyorum.

Ben kişisel olarak ikinci olasılığı tercih ederim, çünkü süper kütleli bir kara deliğin aşırı uzay-zaman yapısı, galaksiler arası uzayın nadir ortamından çok daha heyecan vericidir. Kara deliğe yakın yolculuk aynı zamanda sağlık açısından da faydalar sağlıyor çünkü S301'in Yay A*'ya en yakın yaklaşımında yaşlanma yüzde üçte bir oranında yavaşlıyor. Bu, uzak akrabalarına göre yolcunun ömründe her gün 5 dakikalık bir artışa karşılık geliyor.

S301 ile kara delik turu, kara deliğin ağzının, gökyüzümüzdeki Ay veya Güneş ile kabaca aynı açıda olduğu bir mesafeden görüntüsünü sunuyor. Yay A*'nın olay ufkuna doğru dönen gaz parlak bir şekilde parlıyor, ancak bu parıltının merkezinde bir siluet var; kara deliğin arkasından yayılan ışığın emilmesiyle oluşan bir gölge.

2006 ile 2016 arasındaki on yıl boyunca, doktora sonrası araştırmacım Avery Broderick ile birlikte bir kara deliğin beklenen portresini tahmin eden 30 makale yazdım (ayrıntılı olarak). Burada ve kamuoyu için özetlendi Burada). Şu ana kadar Sagittarius A*, Event Horizon Teleskobu tarafından görüntülendi (Burada), benim yöneticiliğim sırasında merkezi Harvard'ın Kara Delik Girişimi'nde kuruldu.

S301 ile yapılacak bir turda Yay A*'nın siluet görüntüsünü, Dünya'nın kara deliğe olan uzaklığından en az 140 milyon kat daha yakın bir mesafeden gözlemlemek büyüleyici olurdu. Böyle bir yolculukta tur rehberi olmayı çok isterdim. Galaktik seyahat acentalarının bu makaleye dikkat edeceğini umuyoruz.

Avi Loeb, Galileo Projesi'nin başkanı, Harvard Üniversitesi Kara Delik Girişimi'nin kurucu direktörü, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi Teori ve Hesaplama Enstitüsü'nün direktörü ve Harvard Üniversitesi astronomi bölümünün eski başkanıdır (2011-2020). Başkanın Bilim ve Teknoloji Danışma Konseyi'nin eski bir üyesi ve Ulusal Akademiler Fizik ve Astronomi Kurulu'nun eski başkanıdır. O, en çok satan kitapların yazarıdır.Dünya dışı: Dünyanın Ötesinde Akıllı Yaşamın İlk İşareti” ve ders kitabının ortak yazarı”Kozmostaki Yaşam”, her ikisi de 2021'de yayınlandı. Yeni kitabının karton kapaklı baskısı “Yıldızlararası”, Ağustos 2024'te yayınlandı.