Rezultat analize podataka za 26 godina astronomskih promatranja bila je službena potvrda predviđene općom teorijom relativnosti osobitosti gibanja zvijezde u jakom gravitacijskom polju supermasivne crne rupe u središtu Mliječnog puta. To je objavljeno u članku u znanstvenom časopisu Astronomy & Astrophysics.
Predmet istraživanja za znanstvenike svih ovih godina bila je zvijezda S2, koja se nalazi pored supermasivne crne rupe Strijelca A *, smještene u galaktičkom središtu Mliječnog puta. Crna rupa ima masu četiri milijuna puta veću od Sunčeve mase i nalazi se na 26 tisuća svjetlosnih godina od Zemlje. Sama zvijezda S2, koja pripada spektralnom tipu B, jedna je od najgledanijih zvijezda koja pripada S-klasteru, skupini zvijezda koje se brzo kreću.
"Ovo je tek drugi pristup između S2 i crne rupe koju smo uspjeli pronaći. S druge strane, preciznost instrumenata znatno se poboljšala u posljednjih deset godina, omogućujući praćenje ovog sastanka u ultra visokoj rezoluciji. Mi se pažljivo pripremamo za ovaj događaj već nekoliko godina, jer nam omogućava provjeru u praksi osobitosti relativističkih efekata ", rekao je Reinhard Gentzel iz Instituta Max Planck za izvanzemaljsku fiziku u Garchingu (Njemačka).
Crnu rupu okružuje nekoliko desetaka zvijezda i nekoliko velikih oblaka plina koji joj se povremeno približavaju na opasnoj udaljenosti. Prema Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti, ti će susreti i relativistički efekti povezani s njima imati poseban utjecaj na orbitu zvijezde, izmještajući njezin pericentar. A znanstvenici su to uspjeli potvrditi u praksi.
Zvijezda se 2003. godine približila crnoj rupi na opasnoj udaljenosti, što je prvi put omogućilo astrofizičarima da prate je li se njezina putanja promijenila pod utjecajem privlačnosti crne rupe. Sljedeće zbližavanje zvijezde sa Strijelcem A * dogodilo se tek u svibnju ove godine, za što se znanstvenici pripremaju vrlo dugo i pažljivo. Događaj je pratilo nekoliko vodećih svjetskih teleskopa.
Hubble, VLT i druge velike zemaljske opservatorije počele su provoditi skoro konstantna promatranja S2 od travnja ove godine, koristeći instrumente SINFONI, GRAVITY i NACO koji djeluju u infracrvenom i blizu infracrvenom rasponu spektra.
Kritični su bili podaci prikupljeni u svibnju 2018., kada se zvijezda približila crnoj rupi udaljenoj manje od 20 milijardi kilometara. Učinak interakcije između crne rupe i zvijezde bio je toliko jak da je crna rupa ubrzala njezinu brzinu na 25 milijuna kilometara na sat (gotovo 3 posto brzine svjetlosti).
Promotivni video:
Znanstvenici primjećuju da se interakcija posebno očitovala u oštroj promjeni boje zvijezde pod utjecajem takozvanog gravitacijskog pomicanja crteža - "istezanja" elektromagnetskih valova kada udari u područje s jakim gravitacijskim poljem. U slučaju S2, zvijezda je primjetno „pocrvenjela“kada se približavala Strijelcu A *, nakon čega je nakon nekog vremena poprimila svoju uobičajenu boju. Snaga ovog efekta, kako pokazuju promatranja VLT-a, bila je u potpunosti u skladu s onim što je teorija relativnosti i pridruženi fenomen gravitacijskog dilatacije vremena predvidio.
„Naša početna opažanja S2 s instrumentom GRAVITY započela su prije otprilike dvije godine. Već tada smo identificirali jasan efekt crvenog pomaka povezan s crnom rupom, što je još jednom potvrdilo Einsteinovu opću teoriju relativnosti “, kaže astrofizičar Frank Eisenhower, koji radi sa spektrografima GRAVITY i SINFONI.
"Tijekom našeg najbližeg pristupa, čak smo primijetili slab sjaj oko crne rupe na većini slika, što nam je omogućilo da vrlo pažljivo pratimo zvijezdu orbitu i na kraju smo svjedoci S2-ove gravitacijske crvene promjene."
Slično tome, znanstvenici su potvrdili da gibanje S2 odstupa od svoje uobičajene newtonske orbite za količinu koja je izračunata korištenjem Einsteinovih izračuna. Obojica, prema Genzelu i njegovom timu, još jednom dokazuju da je Einstein u pravu u opisivanju ponašanja tkiva prostora-vremena i čitavog Univerzuma.
Istraživači kažu da sada imaju prirodni laboratorij za proučavanje supermasivnih crnih rupa i relativističkih efekata.
Nikolaj Khizhnyak