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Modeling the orbital motion of Sgr A*’s near-infrared flares

Authors :
The GRAVITY Collaboration
Baub��ck, M.
Dexter, J.
Abuter, R.
Amorim, A.
Berger, J. P.
Bonnet, H.
Brandner, W.
Cl��net, Y.
Foresto, V. Coud�� du
de Zeeuw, P. T.
Duvert, G.
Eckart, A.
Eisenhauer, F.
Schreiber, N. M. F��rster
Gao, F.
Garcia, P.
Gendron, E.
Genzel, R.
Gerhard, O.
Gillessen, S.
Habibi, M.
Haubois, X.
Henning, T.
Hippler, S.
Horrobin, M.
Jim��nez-Rosales, A.
Jocou, L.
Kervella, P.
Lacour, S.
Lapeyr��re, V.
Bouquin, J. -B. Le
L��na, P.
Ott, T.
Paumard, T.
Perraut, K.
Perrin, G.
Pfuhl, O.
Rabien, S.
Coira, G. Rodriguez
Rousset, G.
Scheithauer, S.
Stadler, J.
Sternberg, A.
Straub, O.
Straubmeier, C.
Sturm, E.
Tacconi, L. J.
Vincent, F.
von Fellenberg, S.
Waisberg, I.
Widmann, F.
Wieprecht, E.
Wiezorrek, E.
Woillez, J.
Yazici, S.
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
GRAVITY
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Astron.Astrophys., Astron.Astrophys., 2020, 635, pp.A143. ⟨10.1051/0004-6361/201937233⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2020, 635, pp.A143. ⟨10.1051/0004-6361/201937233⟩, Astronomy & Astrophysics, 635, A143
Publication Year :
2020
Publisher :
EDP Sciences, 2020.

Abstract

Infrared observations of Sgr A* probe the region close to the event horizon of the black hole at the Galactic center. These observations can constrain the properties of low-luminosity accretion as well as that of the black hole itself. The GRAVITY instrument at the ESO VLTI has recently detected continuous circular relativistic motion during infrared flares which has been interpreted as orbital motion near the event horizon. Here we analyze the astrometric data from these flares, taking into account the effects of out-of-plane motion and orbital shear of material near the event horizon of the black hole. We have developed a new code to predict astrometric motion and flux variability from compact emission regions following particle orbits. Our code combines semi-analytic calculations of timelike geodesics that allow for out-of-plane or elliptical motions with ray tracing of photon trajectories to compute time-dependent images and light curves. We apply our code to the three flares observed with GRAVITY in 2018. We show that all flares are consistent with a hotspot orbiting at R$\sim$9 gravitational radii with an inclination of $i\sim140^\circ$. The emitting region must be compact and less than $\sim5$ gravitational radii in diameter. We place a further limit on the out-of-plane motion during the flare.<br />Comment: Accepted in A&A

Details

ISSN :
14320746 and 00046361
Volume :
635
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy & Astrophysics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e349e25468a3d83ffe0c0c51c2ae7e29
Full Text :
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937233