Linnunradan keskuksessa on mustia aukkoja, joista massiivisin on Sagittarius A*. Kuva perustuu Yhdysvaltain avaruushallinnon Chandra-teleskoopin havaintoihin röntgensäteilystä galaksimme keskuksessa.
Linnunradan keskuksessa on mustia aukkoja, joista massiivisin on Sagittarius A*. Kuva perustuu Yhdysvaltain avaruushallinnon Chandra-teleskoopin havaintoihin röntgensäteilystä galaksimme keskuksessa.

Tutkimusta varten kaikki havainnot tehtiin infrapuna-alueella, koska galaksin keskusta ei ole näkyvissä näkyvän valon alueella.

Linnunradan keskustan massiivinen musta aukko auttoi jälleen kerran todistamaan, että Albert Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria toimii. Mustaa aukkoa kiertävän tähden nopeus muuttui juuri teorian mukaisesti, kun se oli lähimpänä massiivista aukkoa.

Tähden S2 nopeuden muutos näkyi sen lähettämän valon punertumisena. Kun jokin valoa lähettävä kohde joutuu massiivisen kappaleen painovoimakenttään, sen lähettämän valon aallonpituus pitenee kohti punaista. Sitä sanotaan gravitaatiopunasiirtymäksi. Tähden S2 valo punertui juuri kuten yleinen suhteellisuusteoria ennustaa.

Tutkijat ovat seuranneet S2:n liikkeitä aikaisemminkin. Se on yksi tähdistä, jotka kiertävät Linnunradan keskustan mustaa aukkoa, Sagittarius A*:ta. Tällä kerralla tähteä seurattiin uusilla ja entistä tarkemmilla havaintolaitteilla.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

”Voimme ehdottomasti sivuuttaa Newtonin painovoimalain”, tähtitieteilijä Andrea Ghez University of California Los Angelesista sanoo.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Fysiikan neron Isaac Newtonin (1642–1727) painovoimalailla on toki vielä käyttöä arkisissa nopeuksissa ja ihmiselle tutuissa painovoimakentissä, mutta se ei riitä mustan aukon välittömässä läheisyydessä valtavassa painovoimakentässä.

”Havaintomme ovat sopusoinnussa Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian kanssa”, Ghez sanoo tutkimuksen tiedotteessa.

Yleinen suhteellisuusteoria kuvailee, miten painovoima käyristää aika-avaruutta. Massiiviset kappaleet muuttavat avaruuden geometriaa. Teoria on tähän asti paras kuvaus siitä, miten painovoima toimii.

Teoriassa on kuitenkin heikkoutensa, Ghez muistuttaa. Se ei kykene selittämään täysin painovoimaa mustan aukon sisällä. Tulevaisuudessa pitäisi päästä jopa suhteellisuusteoriaa pidemmälle, että pystyisimme selittämään mustan aukon olemuksen nykyistä perinpohjaisemmin.

Tähteä S2 on seurattu liki neljännesvuosisata. Sen kierros Sagittarius A*:n ympäri kestää kuusitoista vuotta. Se oli radallaan lähimpänä Sagittarius A*:ta viime vuonna, ja nyt tutkijoilla on ennennäkemättömän tarkat laitteet sen havainnointiin.

Ghezin ryhmä havainnoi Linnunradan keskustan piirileikkiä vuonna 2018 Haivajilla Keckin observatorion infrapunasäteilyn teleskoopeilla.

Tätä tutkimusta varten kaikki havainnot tehtiin infrapuna-alueella, koska galaksin keskusta ei ole näkyvissä optisella alueella, professori Peter Johansson Helsingin yliopistosta muistuttaa. Välissä on liikaa tähtienvälistä ainetta ja pölyä.

Tähti S2 oli lähimmillään vain 17 valotunnin päässä Linnunradan keskustan jättiläisestä. Sen nopeus kiihtyi sitä ennen jopa kolmeen prosenttiin valon nopeudesta, noin 25 miljoonan kilometrin tuntivauhtiin.

S2:n nähtiin painelevan huippunopeutta maaliskuussa viime vuonna. Lähimpänä mustaa aukkoa se oli toukokuussa. Tutkijat havainnoivat tähteä kaikkina näinä kolmena ajanjaksona, joten he saattoivat vertailla S2:n nopeuden vaihtelua. Tähden radasta myös syntyi kolmiulotteinen malli.

Sagittarius A* on noin neljän miljoonan Auringon massainen musta aukko Linnunratamme keskustassa 26 000 valovuoden päässä.

Näin ollen S2 kieppui havaitulla tavalla Sagittarius A* ympärillä 26 000 vuotta sitten meidän ajantajumme mukaan. Niin kauan kestää valolta saapua tänne.

hmk
Seuraa 
Viestejä1059

Eusa kirjoitti:
Itse asiassa tulokseksi saatiin, että punasiirtymää näyttäisi olevan 88% yleisen suhteellisuusteorian ennustamasta. Tämä on lähempänä esimerkiksi teoriaa, jossa kohteet vain pienenevät ilman tapahtumahorisonttia.

Unohdit sitten mainita virherajat? Tulos 0.88 ± 0.17 on kyllä ihan sopusoinnussa YST:n kanssa.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Eusa
Seuraa 
Viestejä17285

Itse asiassa tulokseksi saatiin, että punasiirtymää näyttäisi olevan 88% yleisen suhteellisuusteorian ennustamasta. Tämä on lähempänä esimerkiksi teoriaa, jossa kohteet vain pienenevät ilman tapahtumahorisonttia.

Mutta Newtonin ja Einsteinin teorioiden vertailussa tämä osoitti Einsteinin teorian antavan paremmin havaintoihin sopivan ennusteen, kuten useissa aiemmissakin testeissä. Kovin yllättävää olisi ollutkin, jos newtonilainen klassinen gravitaatio olisikin yhtäkkiä sopinut paremmin virherajoihin...

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Sisältö jatkuu mainoksen alla