Resultatet av analysen av data for 26 år med astronomiske observasjoner var den offisielle bekreftelsen på den spådde av den generelle relativitetsteorien om særegenheten i bevegelsen til en stjerne i det sterke tyngdekraftsfeltet til et supermassivt svart hull i sentrum av Melkeveien. Dette rapporteres i en artikkel i det vitenskapelige tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.
Formålet med forskning for forskere i alle disse årene har vært stjernen S2, som ligger ved siden av det supermassive svart hullet Skytten A *, som ligger i det galaktiske sentrum av Melkeveien. Det sorte hullet har en masse fire millioner ganger solens masse og ligger 26 tusen lysår fra Jorden. Selve S2-stjernen, som tilhører spektraltype B, er en av de mest studerte stjernene som tilhører S-klyngen, en gruppe hurtigflytende stjerner som ble oppdaget i 2002.
“Dette er bare den andre tilnærmingen mellom S2 og et svart hull som vi har kunnet spore. På den annen side har instrumentets nøyaktighet blitt betydelig forbedret de siste ti årene, slik at dette møtet kan spores i ultrahøy oppløsning. Vi har forberedt oss nøye på denne begivenheten i flere år, fordi den lar oss i praksis teste særegenheten ved relativistiske effekter,”sier Reinhard Gentzel fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching (Tyskland).
Det sorte hullet er omgitt av flere dusin stjerner og flere store skyer med gass, som med jevne mellomrom nærmer seg det i farlig avstand. I følge Einsteins generelle relativitetsteori, vil disse møtene og de relativistiske effektene som er knyttet til dem, ha en spesiell effekt på stjernens bane og fortrenge dens pericenter. Og forskere klarte å bekrefte dette i praksis.
I 2003 nærmet stjernen seg til det sorte hullet på en farlig avstand, noe som for første gang lot astrofysikere spore om banen til henne endret seg under påvirkning av det sorte hullets attraksjon. Neste tilnærming til stjernen med Skytten A * fant sted først i mai i år, som forskere har forberedt seg på i veldig lang tid og nøye. Arrangementet ble fulgt av flere av verdens ledende teleskoper.
Hubble, VLT og andre store jordobservatorier har begynt å gjøre nesten konstante observasjoner av S2 siden april i år, ved å bruke instrumenter fra SINFONI, GRAVITY og NACO som opererer i det infrarøde og nær-infrarøde spekteret.
Kritiske var dataene som ble samlet inn i mai 2018, da stjernen nærmet seg det sorte hullet mindre enn 20 milliarder kilometer unna. Effekten av samspillet mellom det sorte hullet og stjernen var så sterk at det svarte hullet akselererte hastigheten til sistnevnte til 25 millioner kilometer i timen (nesten 3 prosent av lysets hastighet).
Salgsfremmende video:
Forskere bemerker at interaksjonen, spesielt, manifesterte seg i en kraftig endring i stjernens farge under påvirkning av den såkalte gravitasjonsrødskiftet - "strekking" av elektromagnetiske bølger når de treffer et område med et sterkt gravitasjonsfelt. Når det gjelder S2, ble stjernen merkbart "rød" når den nærmet seg Skytten A *, hvoretter den etter en stund fikk sin vanlige farge. Styrken til denne effekten, som vist ved VLT-observasjoner, var helt i samsvar med hva relativitetsteorien og det tilhørende fenomenet gravitasjonell tidsutvidelse forutså.
”Våre første observasjoner av S2 med GRAVITY-instrumentet begynte for omtrent to år siden. Selv da identifiserte vi en klar rødskifteeffekt knyttet til et svart hull, som nok en gang bekreftet Einsteins generelle relativitetsteori, sier astrofysiker Frank Eisenhower, som jobber med GRAVITY og SINFONI spektrografer.
"Under den nærmeste tilnærmingen la vi til og med merke til en svak glød rundt det sorte hullet i de fleste av bildene, noe som gjorde at vi veldig nøye kunne spore stjernens bane og etter hvert være vitne til S2s gravitasjonsrødskift."
På samme måte har forskere bekreftet at S2s bevegelse avviket fra den vanlige Newtonske bane med beløpet som ble beregnet ved å bruke Einsteins beregninger. Begge, ifølge Genzel og teamet hans, beviser nok en gang at Einstein har rett i å beskrive hvordan stoffet i romtid og hele universet oppfører seg.
Forskerne sier at de nå har et naturlig laboratorium for studier av supermassive sorte hull og relativistiske effekter.
Nikolay Khizhnyak
