Rezultat analize podatkov za 26 let astronomskih opazovanj je bila uradna potrditev napovedane s splošno teorijo relativnosti posebnosti gibanja zvezde v močnem gravitacijskem polju supermasivne črne luknje v središču Mlečne poti. O tem poročajo v članku v znanstveni reviji Astronomy & Astrophysics.
Predmet raziskav za znanstvenike vsa ta leta je bila zvezda S2, ki se nahaja poleg supermasivne črne luknje Strelec A *, ki se nahaja v galaktičnem središču Mlečne poti. Črna luknja je masa štiri milijone večja od Sončeve mase in se nahaja 26 tisoč svetlobnih let od Zemlje. Sama zvezda S2, ki spada v spektralni tip B, je ena najbolj preučenih zvezd, ki spadajo v skupino S, skupine hitro premikajočih se zvezd, odkrite leta 2002.
"To je šele drugi pristop med S2 in črno luknjo, ki smo mu jih lahko zasledili. Po drugi strani pa se je natančnost instrumentov v zadnjih desetih letih opazno izboljšala, kar je omogočilo spremljanje tega srečanja z ultra visoko ločljivostjo. Na ta dogodek se natančno pripravljamo že nekaj let, saj nam omogoča, da v praksi preizkusimo posebnost relativističnih učinkov, "je dejal Reinhard Gentzel z Inštituta za zunajzemeljsko fiziko Max Planck v Garchingu v Nemčiji.
Črno luknjo obdaja več deset zvezd in več velikih oblakov plina, ki se ji občasno približajo na nevarni razdalji. Po Einsteinovi splošni teoriji relativnosti bodo imela ta srečanja in z njimi povezani relativistični učinki poseben vpliv na zvezdovo orbito, ki izpodriva njen pericenter. In znanstveniki so to lahko potrdili v praksi.
Leta 2003 se je zvezda na nevarni razdalji približala črni luknji, kar je astrofizikom prvič omogočilo, da izsledijo, ali se je njena pot spreminjala pod vplivom gravitacije črne luknje. Naslednje zbliževanje zvezde s Strelcem A * se je zgodilo šele maja letos, na kar se znanstveniki pripravljajo zelo dolgo in skrbno. Dogodku je sledilo več vodilnih teleskopov na svetu.
Hubble, VLT in druge pomembne opazovalnice Zemlje so od aprila letos začele izvajati skoraj konstantna opazovanja S2 z uporabo instrumentov SINFONI, GRAVITY in NACO, ki delujejo v infrardečem in skoraj infrardečem območju spektra.
Kritični so bili podatki, zbrani maja 2018, ko se je zvezda približala črni luknji manj kot 20 milijard kilometrov stran. Učinek interakcije med črno luknjo in zvezdo je bil tako močan, da je črna luknja pospešila hitrost slednje na 25 milijonov kilometrov na uro (skoraj 3 odstotke hitrosti svetlobe).
Promocijski video:
Znanstveniki ugotavljajo, da se je predvsem interakcija manifestirala v močni spremembi barve zvezde pod vplivom tako imenovanega gravitacijskega rdečega premika - "raztezanja" elektromagnetnih valov, ko so zadeli območje z močnim gravitacijskim poljem. Pri S2 je zvezda opazno "pordela", ko se je približala Strelcu A *, nato pa je čez nekaj časa dobila svojo običajno barvo. Moč tega učinka, kot kažejo opažanja VLT, je bila popolnoma skladna s tistim, kar je predvidevala teorija relativnosti in s tem povezan pojav gravitacijskega dilatacije.
»Naša začetna opažanja S2 z instrumentom GRAVITY so se začela pred približno dvema letoma. Že takrat smo ugotovili očiten učinek rdečega premikanja, povezanega s črno luknjo, kar je še enkrat potrdilo Einsteinovo splošno teorijo relativnosti, «pravi astrofizik Frank Eisenhower, ki sodeluje s spektrografoma GRAVITY in SINFONI.
"Med najtesnejšim pristopom smo na večini slik celo opazili rahel sij okoli črne luknje, kar nam je omogočilo, da smo zelo natančno spremljali zvezdovo orbito in na koncu bili priča S2-ovemu gravitacijskemu rdečemu premikanju."
Znanstveniki so tudi potrdili, da gibanje S2 odstopa od svoje običajne newtonske orbite za količino, izračunano z uporabo Einsteinovih izračunov. Tako Genzel kot njegova ekipa še enkrat dokazujeta, da ima Einstein prav, ko opisuje, kako se obnaša tkanina vesolja in časa in vesolje.
Raziskovalci pravijo, da imajo zdaj naravni laboratorij za preučevanje supermasivne črne luknje in relativističnih učinkov.
Nikolaj Hizhnyak