25 september 2020

Test Relativiteitstheorie van S2 bij zwarte gat Sgr A* opnieuw geslaagd

Impressie van sterren die rondom het superzware zwarte gat draaien. Credit: Nicolle Fuller/National Science Foundation

Rondom het superzware zwarte gat Sagittarius A* (kortweg Sgr A) in het centrum van onze Melkweg draait de ster SO-2, ook wel S2 genoemd. Waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope in Chili lieten vorig jaar na 26 jaren (!) van waarnemingen voor het eerst de effecten zien op de beweging van S2 die veroorzaakt zijn door het extreem sterke zwaartekrachtveld van het Sgr A, zoals die zijn voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Die test is nu opnieuw bevestigd en wel door een Amerikaans team met Tuan Do, Andrea Ghez en hun collega’s. S2 draait in 16,0518 jaar om Sgr A* en op 19 mei 2018 bereikte ‘ie z’n zogeheten peribothron, da’s het punt in zijn elliptische baan die het dichtste bij het zwarte gat is gelegen, een punt dat nog altijd op 1400 keer de straal van de waarnemingshorizon van Sgr A* gelegen is, op zo’n 120 Astronomische Eenheden (1 AE=afstand aarde-zon=149 miljoen km). Op dat moment had S2 een snelheid van meer dan 25 miljoen kilometer per uur – bijna drie procent van de lichtsnelheid. Hieronder zie je S2 en z’n baan.

De metingen van de GRAVITY-groep in 2018 en nu van de groep van Ghez (UCLA) laten duidelijk een effect zien dat gravitationele roodverschuiving wordt genoemd. Licht van de ster wordt uitgerekt tot langere golflengten door het zeer sterke zwaartekrachtveld van het zwarte gat. En de verandering in de golflengte van het licht van S2 komt precies overeen met wat wordt voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Beide testen laten een afwijking zien van de voorspellingen van de eenvoudigere zwaartekrachtstheorie van Newton. Bij de testen draait alles om de zogeheten Y-parameter. Ghez komt tot Y= 0.88 ± 0.17, een bevestiging van de waarde die GRAVITY in 2018 vond, Y= 0.90 ± 0.17. Einstein’s ART voorspeld Y=1 en Newton’s zwaartekrachtstheorie voorspeld Y=0. Die laatste is nu dus definitief uitgesloten. Hieronder zie je de uitkomst van de metingen, waarin de afwijking in de ‘radial velocity’ (RV) van S2 te zien is, met ook de voorspellingen van Newton (de horizontale streepjeslijn onderaan) en de ART-voorspelling (in de grafiek GR genoemd).

Credit: Ghez et al/Science.

De resultaten van Ghez et al zullen op 16 augustus verschijnen in het vakblad Science. Hieronder nog een video over de test.

Bron: Eurekalert + Francis Naukas.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.