Det svarta hålet i Vintergatans centrum

I undervisningen ska eleverna få möta det centrala innehållet i fysik 2 genom arbetsområden som läraren har full pedagogisk frihet att sätta samman på olika sätt. Här får du exempel på hur det centrala innehållet ”Centralrörelse” kan kombineras med innehållet ”Metoder för undersökning av universum. Elektromagnetisk strålning från stjärnor och interstellära rymden” i en uppgift med autentiskt, aktuellt material om ett svart hål.

Elevernas uppgift

I Vintergatans centrum roterar stjärnor runt ett objekt, Sgr A*, som inte lyser med synligt ljus och som tros vara ett massivt svart hål. En amerikansk forskargrupp har sedan 1990-talet följt flera stjärnors rörelse runt Sgr A*.

Figuren nedan till vänster visar dessa stjärnors positioner vid tidpunkter med ett års mellanrum. (Bilden är gjord av professor Andrea Ghez och hennes forskningsgrupp vid UCLA och är baserad på mätningar gjorda med W. M. Keck-teleskopen.)

Figuren till höger visar en förenklad bild för stjärnan S0-20, hämtad ur den vänstra figuren. Med hjälp av skalstrecket kan vinkeln mellan två objekt på den avbildade delen av stjärnhimlen bestämmas.

Uppskatta det svarta hålets massa. Svara i solmassor (solen har massan 1,99 • 10^30 kg). Avståndet från solen till Vintergatans centrum är svårmätt men du kan räkna med att det är 27•10^3 ljusår.


Vilka felkällor kan tänkas finnas i din bestämning av det svarta hålets massa?

Kommentar till läraren

Elevuppgiften är hämtad från Svenska Fysikersamfundets tävling för gymnasieelever, Wallenbergs fysikpris, uttagningen 2013. Lösningsförslag finns på Svenska Fysikersamfundets hemsida, se uppgift nummer 4.

Elevuppgift från Wallenbergs fysikpris

Senast granskad: 2014-05-05