S2, även känd som S0–2, är en stjärna i stjärnhopen nära det supermassiva svarta hålet Sagittarius A* (Sgr A*). Den kretsar kring detta med en omloppsperiod på 16,0518 år, en halv storaxel på ca 970 AE och ett pericentrumavstånd på 17 ljustimmar eller 120 AE – en bana med en period som bara är cirka 30 procent längre än Jupiters kring solen, men som inte kommer närmare än cirka fyra gånger Neptunus avstånd från solen. Massan när stjärnan först bildades uppskattas av European Southern Observatory (ESO) till ca 14 solmassor.
År 2008 hade S2 observerats under en hel omloppsbana. År 2020, halvvägs genom dess nästa omloppsbana, släppte GRAVITY-samarbetet en analys som visade fullständig överensstämmelse med Schwarzschild geodesics.
Ett team av astronomer, huvudsakligen från Max Planck-institutet för utomjordisk fysik, använde observationer av S2:s omloppsdynamik kring Sgr A* för att mäta avståndet från jorden till galaxens centrum. De fastställde att det var 7,94 ± 0,42 kiloparsec, vilket överensstämmer väl med tidigare bestämningar med andra metoder.
S2 spårades noggrant under dess nära inflygning till Sgr A* i maj 2018, med resultat i överensstämmelse med den allmänna relativitetsteorin.
Nomenklatur Beteckningen S0–2 användes första gången 1998. S0 anger en stjärna inom en bågsekund från Sgr A*, vilket anger galaxens centrum, och S0–2 var den näst närmaste stjärnan som sågs vid tidpunkten för mätningarna. Stjärnan hade katalogiserats helt enkelt som S2 ett år tidigare, den andra av elva infraröda källor nära galaxens centrum, numrerade ungefär moturs. Det är en slump att stjärnan är numrerad "2" i båda listorna då andra kataloger numrerar den annorlunda.
Bana S2:s mycket excentriska bana ger astronomer möjlighet att testa olika effekter som förutsägs av den allmänna relativitetsteorin och till och med extradimensionella effekter. Dessa effekter når ett maximum vid närmaste ankomst, vilket senast inträffade i mitten av 2018. Givet en nyligen genomförd uppskattning på 4,31 miljoner solmassor för massan av det svarta hålet Sgr A* och S2:s nära ankomst, gör detta S2:s till den snabbaste kända ballistiska bana, med hastigheter som överstiger 5 000 km /s eller 1 ⁄60 av ljusets hastighet.
S2:s rörelse är också användbar för att upptäcka närvaron av andra objekt nära Sgr A*. Man tror att det finns tusentals stjärnor, såväl som mörka stjärnrester (stjärniga svarta hål, neutronstjärnor, vita dvärgar ) fördelade i den volym genom vilken S2 rör sig. Dessa objekt kommer att störa S2:s bana, vilket får den att gradvis avvika från den keplerska ellipsen som kännetecknar rörelse runt en enda punktmassa. Hittills är den starkaste begränsningen som kan läggas på dessa rester att deras totala massa utgör mindre än en procent av massan av det supermassiva svarta hålet.
2018 pericenterpassage År 2018 nådde S2 dess närmaste punkt till Sgr A*, med en hastighet av 7 650 km/s eller nästan 3 procent av ljusets hastighet, samtidigt som den passerade det svarta hålet på ett avstånd av bara 120 AE eller ca 1 400 gånger dess Schwarzschildradie. S2 nådde sitt pericentrum den 19 maj 2018, medan dess hastighet i siktlinjen från jorden nådde dess topp i april och senare nådde sitt minimum i slutet av augusti och början av september.
Oberoende analyser av GRAVITY-samarbetet(lett av Reinhard Genzel ) och KECK/UCLA Galactic Center Group (ledd av Andrea Ghez ) visade en kombinerad transversell Doppler- och gravitationsrödförskjutning på upp till 200 km/s/c, i överensstämmelse med den allmänna relativitetsteorin.
Ytterligare analyser har visat en Schwarzschild-precession på 12 bågminuter (0,2 grader) i S2:s bana orsakad av den nära passagen, vilket är helt i linje med den allmänna relativitetsteorin.
S0-102 År 2012 upptäcktes en stjärna som heter S0–102 (eller S55) kretsade ännu närmare Vintergatans centrala supermassiva svarta hål än S0–2 gör. Med en sextondels ljusstyrka av S0–2 kändes S0–102 initialt inte igen eftersom det krävdes många fler år av observationer för att skilja den från dess lokala infraröda bakgrund. S0–102 har en omloppsperiod på 12,8 år, ännu kortare än S0–2. Av alla stjärnor som kretsar kring det svarta hålet är det bara dessa två som har sina omloppsparametrar och banor fullt kända i alla tre rymdens dimensioner. Upptäckten av två stjärnor som kretsar kring det centrala svarta hålet så nära sina omloppsbanor fullständigt beskrivna är av extremt intresse för astronomer, eftersom paret tillsammans kommer att möjliggöra mycket mer exakta mätningar av gravitationens och den allmänna relativitetsteorinens natur runt det svarta hålet än vad som skulle vara möjligt om man enbart använde S0–2.
Galleri
Referenser
Noter
Schödel, R.; Merritt, D.; Eckart, A. (2009). "The nuclear star cluster of the Milky Way: Proper motions and mass". Astronomy & Astrophysics. 502 (1): 91–111. arXiv:0902.3892. Bibcode:2009A&A...502...91S. doi:10.1051/0004-6361/200810922. S2CID 219559. Paumard, T.; Genzel, R.; Martins, F.; Nayakshin, S.; Beloborodov, A.M.; Levin, Y.; Trippe, S.; Eisenhauer, F.; Ott, T.; Gillessen, S.; Abuter, R.; Cuadra, J.; Alexander, T.; Sternberg, A. (2006). "The two young star disks in the central parsec of the galaxy: Properties, dynamics, and formation". The Astrophysical Journal. 643 (2): 1011–1035. arXiv:astro-ph/0601268. Bibcode:2006ApJ...643.1011P. doi:10.1086/503273. S2CID 14440768. Eisenhauer, F.; et al. (2003). "A Geometric Determination of the Distance to the Galactic Center". The Astrophysical Journal. 597 (2): L121–L124. arXiv:astro-ph/0306220. Bibcode:2003ApJ...597L.121E. doi:10.1086/380188. S2CID 16425333. Hees, A. (2017). "Testing General Relativity with stellar orbits around the supermassive black hole in our galactic center". Physical Review Letters. 118 (21) 211101. arXiv:1705.07902. Bibcode:2017PhRvL.118u1101H. doi:10.1103/PhysRevLett.118.211101. PMID 28598651. S2CID 206291276. Habibi, M.; et al. (2017). "Twelve years of spectroscopic Monitoring in the galactic center: The closest look at S-stars near the black hole". The Astrophysical Journal. 847 (2): 120. arXiv:1708.06353. Bibcode:2017ApJ...847..120H. doi:10.3847/1538-4357/aa876f. S2CID 119078556. A short documentary on Sagittarius A* on YouTube Abuter, R.; Amorim, A.; Bauböck, M.; Berger, J. P.; Bonnet, H.; Brandner, W.; Cardoso, V.; Clénet, Y.; De Zeeuw, P. T.; Dexter, J.; Eckart, A.; Eisenhauer, F.; Förster Schreiber, N. M.; Garcia, P.; Gao, F.; Gendron, E.; Genzel, R.; Gillessen, S.; Habibi, M.; Haubois, X.; Henning, T.; Hippler, S.; Horrobin, M.; Jiménez-Rosales, A.; Jochum, L.; Jocou, L.; Kaufer, A.; Kervella, P.; Lacour, S.; et al. (GRAVITY Collaboration) (16 April 2020). "Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole". Astronomy & Astrophysics. 636 (L5): L5. arXiv:2004.07187. Bibcode:2020A&A...636L...5G. doi:10.1051/0004-6361/202037813. S2CID 215768928. "Galactic Center Research" (PDF). Infrared/Submillimeter Astronomy. Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. Archived from the original (PDF) on 2006-09-06. Hämtad 2013-03-26. Do, Tuan; et al. (16 Aug 2019). "Relativistic redshift of the star S0–2 orbiting the Galactic center supermassive black hole". Science. 365 (6454): 664–668. arXiv:1907.10731. Bibcode:2019Sci...365..664D. doi:10.1126/science.aav8137. PMID 31346138. S2CID 198901506. Ghez, A.M.; Klein, B.L.; Morris, M.; Becklin, E.E. (1998). "High Proper-Motion Stars in the Vicinity of Sagittarius A*: Evidence for a supermassive black hole at the center of our galaxy". The Astrophysical Journal. 509 (2): 678–686. arXiv:astro-ph/9807210. Bibcode:1998ApJ...509..678G. doi:10.1086/306528. S2CID 18243528. Eckart, A.; Genzel, R. (1997). "Stellar proper motions in the central 0.1 pc of the Galaxy". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 284 (3): 576–598. Bibcode:1997MNRAS.284..576E. doi:10.1093/mnras/284.3.576. "Black hole as peep-hole". ScienceNews. Ghez, Andrea M. (speaker) (19 April 2016). Black Holes @ 100 Workshop: Galactic Center (video lecture). Harvard University: Black Hole Initiative. Remarks beginning at 31:55. Archived from the original on 2021-12-20. ... we are '2018 or bust' these days, because at that moment your orbital determination becomes so much better "A star is about to plunge head first toward a monster black hole. Astronomers are ready to watch". 7 mars 2018. "Surfing a black hole" (Press release). European Southern Observatory. Sabha, Nadeen; Eckart, Andreas; Merritt, David; Zamaninasab, Mohammad; Witzel, Gunther; García-Marín, Macarena; Jalali, Behrang; Valencia-S., Monica; et al. (September 2012). "The S-Star Cluster at the Center of the Milky Way: On the nature of diffuse NIR emission in the inner tenth of a parsec". Astronomy and Astrophysics. 545: A70. arXiv:1203.2625. Bibcode:2012A&A...545A..70S. doi:10.1051/0004-6361/201219203. S2CID 118358113. Gillessen, S.; et al. (2009). "Monitoring stellar orbits around the massive black hole in the galactic center". The Astrophysical Journal. 692 (2): 1075–1109. arXiv:0810.4674. Bibcode:2009ApJ...692.1075G. doi:10.1088/0004-637X/692/2/1075. S2CID 1431308. Witze, Alexandra (2018-07-26). "Milky Way's black hole provides long-sought test of Einstein's general relativity". Nature. 560 (7716): 17. Bibcode:2018Natur.560...17W. doi:10.1038/d41586-018-05825-3. PMID 30065325. Devlin, Hannah (26 Jul 2018). "Star spotted speeding near black hole at centre of Milky Way". The Guardian. Hämtad 2021-01-18. Genzel, Reinhard; et al. (GRAVITY collaboration) (26 July 2018). "Detection of the gravitational redshift in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole". Astronomy & Astrophysics (Letter to the editor). 615: L15. arXiv:1807.09409. Bibcode:2018A&A...615L..15G. doi:10.1051/0004-6361/201833718. "Tests of General Relativity". Max Planck Society. Hämtad 2021-01-17. "First Successful Test of Einstein's General Relativity Near Supermassive Black Hole – Culmination of 26 years of ESO observations of the heart of the Milky Way". www.eso.org. Hämtad 2021-01-17. Do, Tuan; Hees, Aurelien; Ghez, Andrea; Martinez, Gregory D.; Chu, Devin S.; Jia, Siyao; Sakai, Shoko; Lu, Jessica R.; Gautam, Abhimat K.; O'Neil, Kelly Kosmo; Becklin, Eric E. (2019-08-16). "Relativistic redshift of the star S0-2 orbiting the Galactic center supermassive black hole". Science. 365 (6454): 664–668. arXiv:1907.10731. Bibcode:2019Sci...365..664D. doi:10.1126/science.aav8137. . PMID 31346138. S2CID 198901506. Siegel, Ethan (2019-08-01). "General Relativity Rules: Einstein Victorious In Unprecedented Gravitational Redshift Test". Medium. Hämtad 2021-01-17. Abuter, R.; Amorim, A.; Bauböck, M.; Berger, J. P.; Bonnet, H.; Brandner, W.; Cardoso, V.; Clénet, Y.; Zeeuw, P. T. de; Dexter, J.; Eckart, A. (2020-04-01). "Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole". Astronomy & Astrophysics. 636: L5. arXiv:2004.07187. Bibcode:2020A&A...636L...5G. doi:10.1051/0004-6361/202037813. . "Dance around the heart of our Milky Way". Max Planck Society. April 16, 2020. Hämtad 2021-01-18. Sai Zhai (Aug 4, 2020). "The first detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2". Astrobites. Hämtad 2021-01-18. Meyer, L.; Ghez, A.M.; Schödel, R.; Yelda, S.; Boehle, A.; Lu, J.R.; Do, T.; Morris, M.R.; Becklin, E.E.; Matthews, K. (2012). "The shortest-known-period star orbiting our galaxy's supermassive black hole". Science. 338 (6103): 84–87. arXiv:1210.1294. Bibcode:2012Sci...338...84M. doi:10.1126/science.1225506. PMID 23042888. S2CID 6029405.
Externa länkar
Kategori:Stjärnbilden Skytten Kategori:Huvudseriestjärnor klass B