eso1819 - サイエンスリリース
VLT、アインシュタインの一般相対性理論を銀河系外で最も精密に検証
2018年6月21日
チリのESO超大望遠鏡とNASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡でMUSE装置を使用している天文学者は、アインシュタインの天の川以外の相対性理論の最も正確なテストを行った。近くの銀河であるESO 325-G004は強力な重力レンズとして作用し、背後の銀河からの光を歪ませて中心付近にアインシュタイン・リングを作り出します。天文学者はESO 325-G004の質量を周囲の宇宙の曲率と比較することにより、これらの天体の長さスケールに対する重力は一般相対性理論によって予測されるように挙動することを見出した。これは重力のいくつかの代替理論を排除する。
英国のポーツマス大学のThomas Collettが率いるチームは、ESOのVLTでMUSE装置を使用して、この近くの楕円銀河内の星の動きを測定することによってESO 325-G004の質量を計算しました。
Collett氏は次のように説明しています。「私たちは、チリの超大型望遠鏡のデータを使って、星がESO 325-G004でどのくらい速く動くかを測定しました。これにより、これらの星を軌道上に保持するために銀河にどれだけの質量が存在するかを推測することができました。"
しかし、チームは重力の別の側面を測定することもできました。NASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡を使って、彼らは介在するESO 325-G004によって歪んだ遠方の銀河からの光の結果としてのアインシュタイン・リングを観測しました。リングを観察する方法光天文学者が測定することができ、したがって時空、ESO 325-G004の巨大質量によって歪められています。
アインシュタインの相対性理論の一般的な理論は、物体がそれらの周りの時空を変形させ、通過する光を偏向させることを予測する。これは、重力レンズ作用として知られる現象をもたらす。この効果は非常に巨大なオブジェクトでのみ顕著です。数百の強力な重力レンズが知られていますが、大部分はその質量を正確に測定するには遠すぎます。しかし、銀河系のESO 325-G004は、地球からわずか450万光年で最も近いレンズの1つです。
Collettは次のように続けます。「私たちはMUSEからの前景銀河の質量を知り、ハッブルから見る重力レンズの量を測定しました。重力の強さを測定するためにこれらの2つの方法を比較しました。その結果は、一般相対性理論が予測するものであり、不確実性はわずか9％です。これまでの天の川以外の一般相対性理論の最も正確なテストです。そしてこれはただ一つの銀河を使って！"
一般相対性理論はソーラーシステムスケールで絶妙な精度でテストされており、天の川の中心にあるブラックホール周辺の星の動きは詳細な研究の下にありますが、以前は大きな天文学的スケールに対して正確なテストは行われていませんでした。現在の宇宙論モデルを検証するには、長距離の重力特性をテストすることが不可欠です。
これらの知見は、一般相対性理論に代わる重力モデルに重要な意味を持つかもしれない。これらの代替理論は、時空の曲率に対する重力の影響が「スケールに依存する」ことを予測している。これは、太陽系のより小さいスケールで動作する方法から、天体の長さスケールに渡って重力が異なって動作することを意味します。Collettと彼のチームは、これらの違いが6000光年を超える長さスケールでのみ起こらない限り、これは真実であるとは考えていませんでした。
「宇宙は、我々の研究所として使用できるレンズを提供するすばらしい場所です」とポーツマス大学のチームメンバーであるボブ・ニコル氏は付け加えました。「世界で最も優れた望遠鏡を使って、アインシュタインに挑戦するのはとても大変です。"
詳しくは
この研究は、Science誌に掲載されるように、Collett et al。による「一般相対性理論の正確な銀河奇形試験」と題する論文で発表された。
チームは、イギリスのケンブリッジ大学ケンブリッジ大学天文学研究所のLJオールドハム（英国ケンブリッジ大学）、R.スミス（Durham University、Extragalactic Astronomyのセンター）のTE Collett（英国ポーツマスのポーツマス大学宇宙論と重力学研究所） 、カリフォルニア州サンフランシスコのリック天文台（Rick Observatory）、カリフォルニア大学オブザーバトリー（University of California Observatories）、ポーツマス（Portsmouth）、ポーツマス大学（University of Portsmouth）の宇宙および重力学研究所、KBウエストフォール（KB Westfall）、ケンブリッジ大学ケンブリッジ大学、 USA）、D.Bacon（英国ポーツマスのポーツマス大学宇宙および重力学研究所）、RC Nichol（英国ポーツマスのポーツマス大学宇宙論および重力学研究所）、KL Masters（University of Cosmology and Gravitation、University）ポーツマス、ポーツマス、英国）、K。Koyama（ポーツマス大学、ポーツマス、英国）、R. van den Bosch（Max Planck Institute for Astronomy、Königstuhl、ハイデルベルク、ドイツ）。
ESOは、ヨーロッパの最先端の政府間天文組織であり、世界で最も生産性の高い地上の天文台です。オーストリア、ベルギー、チェコ、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、イギリスの15の加盟国と、戦略的パートナーとしてのオーストラリア。ESOは、天文学者が重要な科学的発見をすることを可能にする強力な地上観測施設の設計、建設、運用に焦点を当てた野心的なプログラムを実施しています。ESOは、天文学的研究における協力の促進と組織化においても主導的役割を果たしている。ESOは、La Silla、Paranal、Chajnantorの3つのユニークな世界レベルの観測サイトを運営しています。パラナールでは、ESOは、超大型望遠鏡と世界をリードする超大型望遠鏡干渉計、さらに2台の測量望遠鏡、VISTA（赤外線）と可視光VLT測量望遠鏡を運用しています。ESOはチャージナント、APEX、ALMAの2つの施設における主要なパートナーでもあり、最大の天文プロジェクトです。ESOは、パラナールに近いセラー・アームマーゾンで、世界で最も大きな空を見る目になる39メートルの超大型望遠鏡ELTを建設しています。
リンク
研究論文
ESA / Hubbleリリース
VLTの写真
VLTのMUSE機器に関する情報
VLT、アインシュタインの一般相対性理論を銀河系外で最も精密に検証
2018年6月21日
チリのESO超大望遠鏡とNASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡でMUSE装置を使用している天文学者は、アインシュタインの天の川以外の相対性理論の最も正確なテストを行った。近くの銀河であるESO 325-G004は強力な重力レンズとして作用し、背後の銀河からの光を歪ませて中心付近にアインシュタイン・リングを作り出します。天文学者はESO 325-G004の質量を周囲の宇宙の曲率と比較することにより、これらの天体の長さスケールに対する重力は一般相対性理論によって予測されるように挙動することを見出した。これは重力のいくつかの代替理論を排除する。
英国のポーツマス大学のThomas Collettが率いるチームは、ESOのVLTでMUSE装置を使用して、この近くの楕円銀河内の星の動きを測定することによってESO 325-G004の質量を計算しました。
Collett氏は次のように説明しています。「私たちは、チリの超大型望遠鏡のデータを使って、星がESO 325-G004でどのくらい速く動くかを測定しました。これにより、これらの星を軌道上に保持するために銀河にどれだけの質量が存在するかを推測することができました。"
しかし、チームは重力の別の側面を測定することもできました。NASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡を使って、彼らは介在するESO 325-G004によって歪んだ遠方の銀河からの光の結果としてのアインシュタイン・リングを観測しました。リングを観察する方法光天文学者が測定することができ、したがって時空、ESO 325-G004の巨大質量によって歪められています。
アインシュタインの相対性理論の一般的な理論は、物体がそれらの周りの時空を変形させ、通過する光を偏向させることを予測する。これは、重力レンズ作用として知られる現象をもたらす。この効果は非常に巨大なオブジェクトでのみ顕著です。数百の強力な重力レンズが知られていますが、大部分はその質量を正確に測定するには遠すぎます。しかし、銀河系のESO 325-G004は、地球からわずか450万光年で最も近いレンズの1つです。
Collettは次のように続けます。「私たちはMUSEからの前景銀河の質量を知り、ハッブルから見る重力レンズの量を測定しました。重力の強さを測定するためにこれらの2つの方法を比較しました。その結果は、一般相対性理論が予測するものであり、不確実性はわずか9％です。これまでの天の川以外の一般相対性理論の最も正確なテストです。そしてこれはただ一つの銀河を使って！"
一般相対性理論はソーラーシステムスケールで絶妙な精度でテストされており、天の川の中心にあるブラックホール周辺の星の動きは詳細な研究の下にありますが、以前は大きな天文学的スケールに対して正確なテストは行われていませんでした。現在の宇宙論モデルを検証するには、長距離の重力特性をテストすることが不可欠です。
これらの知見は、一般相対性理論に代わる重力モデルに重要な意味を持つかもしれない。これらの代替理論は、時空の曲率に対する重力の影響が「スケールに依存する」ことを予測している。これは、太陽系のより小さいスケールで動作する方法から、天体の長さスケールに渡って重力が異なって動作することを意味します。Collettと彼のチームは、これらの違いが6000光年を超える長さスケールでのみ起こらない限り、これは真実であるとは考えていませんでした。
「宇宙は、我々の研究所として使用できるレンズを提供するすばらしい場所です」とポーツマス大学のチームメンバーであるボブ・ニコル氏は付け加えました。「世界で最も優れた望遠鏡を使って、アインシュタインに挑戦するのはとても大変です。"
詳しくは
この研究は、Science誌に掲載されるように、Collett et al。による「一般相対性理論の正確な銀河奇形試験」と題する論文で発表された。
チームは、イギリスのケンブリッジ大学ケンブリッジ大学天文学研究所のLJオールドハム（英国ケンブリッジ大学）、R.スミス（Durham University、Extragalactic Astronomyのセンター）のTE Collett（英国ポーツマスのポーツマス大学宇宙論と重力学研究所） 、カリフォルニア州サンフランシスコのリック天文台（Rick Observatory）、カリフォルニア大学オブザーバトリー（University of California Observatories）、ポーツマス（Portsmouth）、ポーツマス大学（University of Portsmouth）の宇宙および重力学研究所、KBウエストフォール（KB Westfall）、ケンブリッジ大学ケンブリッジ大学、 USA）、D.Bacon（英国ポーツマスのポーツマス大学宇宙および重力学研究所）、RC Nichol（英国ポーツマスのポーツマス大学宇宙論および重力学研究所）、KL Masters（University of Cosmology and Gravitation、University）ポーツマス、ポーツマス、英国）、K。Koyama（ポーツマス大学、ポーツマス、英国）、R. van den Bosch（Max Planck Institute for Astronomy、Königstuhl、ハイデルベルク、ドイツ）。
ESOは、ヨーロッパの最先端の政府間天文組織であり、世界で最も生産性の高い地上の天文台です。オーストリア、ベルギー、チェコ、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、イギリスの15の加盟国と、戦略的パートナーとしてのオーストラリア。ESOは、天文学者が重要な科学的発見をすることを可能にする強力な地上観測施設の設計、建設、運用に焦点を当てた野心的なプログラムを実施しています。ESOは、天文学的研究における協力の促進と組織化においても主導的役割を果たしている。ESOは、La Silla、Paranal、Chajnantorの3つのユニークな世界レベルの観測サイトを運営しています。パラナールでは、ESOは、超大型望遠鏡と世界をリードする超大型望遠鏡干渉計、さらに2台の測量望遠鏡、VISTA（赤外線）と可視光VLT測量望遠鏡を運用しています。ESOはチャージナント、APEX、ALMAの2つの施設における主要なパートナーでもあり、最大の天文プロジェクトです。ESOは、パラナールに近いセラー・アームマーゾンで、世界で最も大きな空を見る目になる39メートルの超大型望遠鏡ELTを建設しています。
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