S2 (恒星)

S2[1]
銀河系中心の周囲を公転するS2の軌道。
銀河系中心の周囲を公転するS2の軌道。
仮符号・別名 S0-2[2]
星座 いて座
位置
元期:J2000.0
赤経 (RA, α)  17h 45m 40.0442s[3]
赤緯 (Dec, δ) −29° 00′ 27.975″[3]
距離 27,000 ± 1,430 光年
（8,280 ± 440 パーセク[4]）
物理的性質
半径 9.4 - 13.1 R☉[5]
質量 14.1 - 20.5 M☉[5]
表面重力 6.4 - 18 g[5]
スペクトル分類 B0 - 2.5 V[5]
光度 2.0 - 6.3 ×104 L☉[5]
表面温度 19,000 - 30,000 K[5]
軌道要素と性質
軌道長半径 (a) 0.1246 ± 0.0019″[4]
離心率 (e) 0.8831 ± 0.0034[4]
公転周期 (P) 15.9 年[4]
軌道傾斜角 (i) 134.87 ± 0.78°[4]
近点引数 (ω) 226.53 ± 0.72°[4]
昇交点黄経 (Ω) 64.98 ± 0.81°[4]
前回近点通過 2002.3293 ± 0.0066[4]
他のカタログでの名称
[PGM2006] E1[6], [CRG2004] 13[7], [SME2009] 2[8], [SOG2003] 1[9].
■Template （■ノート ■解説） ■Project

S2（またはS0-2）は、銀河系の中心部に存在する電波源、いて座A*に非常に近い位置にある恒星である。S2の中のSは、赤外線源（Source）を意味する[1]。

ヨーロッパ南天天文台の新技術望遠鏡（NTT）に搭載した高分解能撮像システムで、いて座A*のごく近傍を観測することで発見された[1]。

特徴

軌道

S2は、軌道周期15.9年、近星点距離約17光時（18兆メートル/120天文単位）の軌道で、いて座A*の周囲を回っている[4]。近点距離が海王星の4倍以上でありながら、公転周期は木星と3割しか変わらない。

物理

そのスペクトルからS2は、質量が太陽の14倍以上ある早期のB型主系列星と推定され、ヘリウムが豊富にあることから強い恒星磁場が発生しているものと考えられる[5]。

銀河系中心の探針

銀河系中心に存在する超大質量ブラックホール候補、いて座A*の周囲を公転するS2（赤）及び他の5つの恒星の軌道[10]。
十字マークが推測されるブラックホール（いて座A*）、白い点が恒星、一番ブラックホールに近い恒星がS2

超大質量ブラックホール

S2の視位置の変化は、銀河系中心にある超大質量ブラックホールの存在を証明するための一つの手段として、モニターされている。S2の軌道がわかれば、それをケプラー回転と照らし合わせて、S2を重力的に束縛する天体の質量が推定でき、その数値によってはブラックホール以外の可能性を除外できるからである。

1992年以降、NTTの他にケック望遠鏡、VLTなども駆使して観測が続けられ、いて座A*がブラックホールであるという証拠が蓄積されている。2008年には、1992年に観測された位置まで戻り、公転軌道の全位相が観測されたことになる[4]。S2の他にも、いて座A*の周りを回る恒星はいくつかあって、同様にモニターされているが、S2は、公転周期が短く明るいので、この観測では特に重要な役割を果たしている[11]。

観測は主に、マックス・プランク地球外物理学研究所とUCLAを中心とする2チームが行なっており、いて座A*を回るS2の軌道運動の観測結果を用いて、地球から銀河中心までの距離とブラックホールの質量を決定しようと試みている。最近の結果では、中心までの距離は8.28±0.44キロパーセク（2万7千光年）、いて座A*の質量は430万太陽質量と推定されている[4]。軌道の近星点におけるS2の軌道速度は、約5,000km/sにも達し[12]、その時の向心加速度は約1.4m/s2となって、これは地球表面の重力加速度のおよそ1/7である。

中小質量コンパクト天体

S2の軌道は、いて座A*の近傍にある他の天体を見つけるのにも使える。S2が通る空間には、多数の恒星の他に、ブラックホール、中性子星、白色矮星などの暗い恒星の残骸も存在する。それらの天体はS2の軌道を乱し、ケプラー回転から徐々にS2をずらしてゆく。そのずれからS2の軌道内のコンパクト星の質量の上限を解析すると、それらは合計しても、いて座A*の1%に満たない[13]。

ポスト・ニュートン展開

S2は、強力な重力場を発生させる超大質量ブラックホールの近傍にあり、その周囲を公転しているので、重力レンズ、重力赤方偏移、近点の昇温運動などの一般相対性理論が予測する効果や、余剰次元の効果を検証するよい実験場ともなる[14][15][16][17]。それらの効果は、近星点で最大となる。

系の構成天体

名称 赤経 赤緯 視等級 (V) スペクトル型 参照データベース
いて座A*  17h 45m 40.03599s −29° 00′ 28.1699″ 電波源 SIMBAD

参考文献

  1. ^ a b c Eckart, A.; Genzel, R. (1997-01), “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 
  2. ^ Ghez, A. M.; et al. (1998-12), “High Proper-Motion Stars in the Vicinity of Sagittarius A*: Evidence for a Supermassive Black Hole at the Center of Our Galaxy”, Astrophysical Journal 509 (2): 678-686, Bibcode: 1998ApJ...509..678G, doi:10.1086/306528 
  3. ^ a b [PGM2006] E1 -- Star in double system , database entry, SIMBAD. Accessed on line July 15, 2008.
  4. ^ a b c d e f g h i j k Gillessen, S.; et al. (2009-12-02), “The Orbit of the Star S2 Around SGR A* from Very Large Telescope and Keck Data”, Astrophysical Journal 707 (2): L114-L117, Bibcode: 2009ApJ...707L.114G, doi:10.1088/0004-637X/707/2/L114 
  5. ^ a b c d e f g Martins, F.; et al. (2008-01), “On the Nature of the Fast-Moving Star S2 in the Galactic Center”, Astrophysical Journal Letters 672 (2): L119, Bibcode: 2008ApJ...672L.119M, doi:10.1086/526768 
  6. ^ Paumard, T.; et al. (2006-06), “The Two Young Star Disks in the Central Parsec of the Galaxy: Properties, Dynamics, and Formation”, Astrophysical Journal 643 (2): 1011-1035, Bibcode: 2006ApJ...643.1011P, doi:10.1086/503273 
  7. ^ Clénet, Y.; et al. (2004-04), “The infrared L'-band view of the Galactic Center with NAOS-CONICA at VLT”, Astronomy and Astrophysics 417: L15-L19, Bibcode: 2004A&A...417L..15C, doi:10.1051/0004-6361:20040031 
  8. ^ Schödel, R.; Merritt, D.; Eckart, A. (2009-07), “The nuclear star cluster of the Milky Way: proper motions and mass”, Astronomy and Astrophysics 502 (1): 91-111, Bibcode: 2009A&A...502...91S, doi:10.1051/0004-6361/200810922 
  9. ^ Schödel, R.; et al. (2003-10), “Stellar Dynamics in the Central Arcsecond of Our Galaxy”, Astrophysical Journal 596 (2): 1015-1034, Bibcode: 2003ApJ...596.1015S, doi:10.1086/378122 
  10. ^ Eisenhauer, F.; et al. (2005-07), “SINFONI in the Galactic Center: Young Stars and Infrared Flares in the Central Light-Month”, Astrophysical Journal 628 (1): 246-259, Bibcode: 2005ApJ...628..246E, doi:10.1086/430667 
  11. ^ Ghez, A. M.; et al. (2008-12), “Measuring Distance and Properties of the Milky Way's Central Supermassive Black Hole with Stellar Orbits”, Astrophysical Journal 689 (2): 1044-1062, Bibcode: 2008ApJ...689.1044G, doi:10.1086/592738 
  12. ^ Schödel, R.; et al. (2002-10-17), “A star in a 15.2-year orbit around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way”, Nature 419: 694-696, http://www2011.mpe.mpg.de/ir/GC/papers/nature2002.pdf 
  13. ^ Sabha, N.; et al. (2012-09), “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, Bibcode: 2012A&A...545A..70S, doi:10.1051/0004-6361/201219203 
  14. ^ Bozza, V.; Mancini, L. (2004-08), “Gravitational Lensing by Black Holes: A Comprehensive Treatment and the Case of the Star S2”, Astrophysical Journal 611 (2): 1045-1053, Bibcode: 2004ApJ...611.1045B, doi:10.1086/422309 
  15. ^ Weinberg, Nevin N.; Milosavljević, Miloš; Ghez, Andrea M. (2005-04), “Stellar Dynamics at the Galactic Center with an Extremely Large Telescope”, Astrophysical Journal 622 (2): 878-891, Bibcode: 2005ApJ...622..878W, doi:10.1086/428079 
  16. ^ Zucker, Shay; Alexander, Tal (2007-01), “Spectroscopic Binary Mass Determination Using Relativity”, Astrophysical Journal 654 (1): L83-L86, Bibcode: 2007ApJ...654L..83Z, doi:10.1086/510799 
  17. ^ Zakharov, A. F., “Possible Alternatives to the Supermassive Black Hole at the Galactic Center”, Journal of Astrophysics and Astronomy 36 (4): 539-553, Bibcode: 2015JApA...36..539Z, doi:10.1007/s12036-015-9345-x, http://www.ias.ac.in/article/fulltext/joaa/036/04/0539-0553 

関連項目

外部リンク