天文学者は天の川の中心にあるブラックホールに最も近い星を見つけます

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科学者たちは、天の川の中心にある超大質量ブラックホールを周回する記録的な速度であることが判明した星S62の軌道のパラメーターを測定しました。星の移動期間は9、9年で、移動すると光速の10%まで加速し、既知のすべての星の最短距離である16天文単位で重心に近づきます。継続的な観測により、銀河中心部のブラックホールの質量を最も正確に推定し、一般相対性理論の影響を測定し、強力な潮汐が星の進化に与える影響を研究することが可能になります。著者はTheAstrophysicalJournalに書いています。

いて座A *のすぐ近くでは、星団(S星)が観測されており、さまざまな軌道で中心体を中心に回転しています。これらの中で最も研究されているのはS2で、これは16年に1回軌道を回る大きくて明るい星です。これらのソースの詳細な研究は、質量Sgr A *の最も正確な推定が行われた特性に従って、それらの軌道を再構築することを可能にします。中心物体の近くの星の接近した通路は、強い重力場の場合の一般相対性理論の予測をチェックすることをすでに可能にしました。ただし、クラスター内にはもっと興味深いオブジェクトがある可能性があります。そのため、天文学者は天の川の中心にある他のS星を追跡しています。

ケルン大学のFlorianPeißkerらは、2002年から2018年までのデータを使用して、S62の軌道を特定しました。この星の軌道周期は9、9年と最も短く、Sgr A *に記録的な16天文単位、つまり太陽からの天王星よりも近いことがわかりました。これは、与えられたSgr A *質量のシュワルツシルト半径の約215倍です。同時に、S2は120天文単位よりも近づくことはありません。

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いくつかのS星の軌道、S62は赤でマークされています

星の軌道は非常に長く、離心率は0.976±0.002です。そのため、定期的にはるかに遠い距離に移動します。赤外線Kフィルターの特定の恒星の等級は16.1であり、これは2.2太陽の体重を示しています。 S2はS62よりもはるかに明るいので、S2が軌道の異なる位相にある場合にのみ、ペリボトロス(その軌道のブラックホールに最も近い点)を通るより近い星の通過を観測することができます。そうしないと、その光が弱い光源を覆い隠し、正確な位置を確立できません。

著者らは、理論的にはこの質量の星の形成は銀河の中心近くで可能であるが、そのような細長い軌道は非常にありそうもないと述べています。しかし、そのような軌道は、超大質量ブラックホールの潮汐力の影響下での二元崩壊の場合にはかなり予想されます。このシナリオでは、運動エネルギーの一部がバイナリコンポーネントの1つに移動し、その結果、超高速の星が生成され、2番目のコンポーネントが重力によってブラックホールに結合されることが予測されます。

星自体の潮汐破壊はまだ脅かされていません。これは、1、18天文単位、つまり現在のペリボトロの約13、5倍に近づく必要があるためです。しかし、これはブラックホールによって引き起こされた潮汐が星に影響を与えないという意味ではありませんが、利用可能な観測はこの影響の程度を決定するには不十分です。

S62は、一般相対性理論の予測をテストするための理想的な候補となる可能性があります。これは、S2ですでに作成されたものの改良と新しい効果の両方です。研究者たちはすでにブラックホールSgrA *の質量を4、15±0.6×106太陽のレベルで新たに推定することに成功しており、これは他の推定とよく一致しています。また、そのような軌道にある物体の場合、1回のパスで近地点の相対論的変位が9、9度になると予測されます。これは、水星の近日点の異常な変位を引き起こすのと同じ効果ですが、この場合、それは何倍も強くなります。ペリボトロスの次の通過は2023年3月頃に予定されています。

以前は、Sスターを使用して、ブラックホール付近の微細構造定数のドリフト、軌道の変位を測定し、局所的な空間不変性の原理を確認していました。

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