Една ѕвезда наречена Ѕ2 која орбитира околу супермасивната црна дупка во центарот на нашата галаксија само што покажа нешто предвидено од општиот релативитет, и тоа во најекстремната околина во која би можела да се тестира, додавајќи уште еден успех кон веќе полната листа.
Составувајќи децении од набљудувања, астрономите покажаа дека орбитата на Ѕ2 не е фиксна елипса, туку се движи како цртеж од спирограф – феномен познат како Шварцшилдова прецесија.
Заслуги: ЕЈО/Л. Калсада
Шварцшилдовата прецесија за првпат беше забележана околу супермасивна црна дупка, покажувајќи дека е вистинска дури и кога ги набљудуваме орбитите на ѕвездите во гравитационо најекстремната околина.
Исто така, равенките за општ релативитет можат да се искористат за прецизно предвидување на промените во орбитата – а овие пресметки се совпаѓаат со набљудувањата врз Ѕ2.
„Општиот релативитет на Ајнштајн предвидува дека идните орбити на еден објект околу друг не се затворени како во Њутновата гравитација, туку прецесираат напред во движното поле,“ објасни астрофизичарот Рајнхард Гензел од Институтот за вонземска физика Макс Планк (МПЕ) во Германија, кој е и член на соработката ГРАВИТИ.
„Овој славен ефект – за првпат виден во орбитата на Меркур околу Сонцето – беше првиот доказ во полза на општиот релативитет. Сега, по сто години, го забележавме истиот ефект во движењето на ѕвезда која орбитира околу компактниот радиоизвор Сагитатор А* во центарот на Млечниот пат.“
Ѕ2 го заобиколува Сагитатор А* во долга, елиптична орбита на секои 16 години. Во најблиската точка до црната дупка, позната и како периастрон, таа е на оддалеченост од 17 светлосни часови од црната дупка, малку над четирипати поголема од растојанието меѓу Сонцето и Нептун.
Тоа можеби звучи далеку, но всушност е неверојатно блиску кога се соочувате со нешто масивно колку Сагитатор А*, и гравитациониот полет која ѕвездата го добива од црната дупка истата ја забрзува до околу 3 проценти од брзината на светлината додека таа заобиколува. Ова е една од ѕвездите кои орбитираат најблиску до галактичкиот центар.
Ова не е првата средба на Ѕ2 и релативитетот. Астрономите внимателно ја набљудуваат ѕвездата од 90тите. Во 2018, соработката ГРАВИТИ објави дека начинот на кој светлината на Ѕ2 се истегнува додека таа се приближува кон Сагитатор А* потврдува ефект предвиден од општиот релативитет во еден од најекстремните тестови досега. Следната година, втор тим ги потврди овие резултати со свое истражување, изработено со независни набљудувања.
Сега, соработката ГРАВИТИ искористи над 330 мерења од набљудувања спроведени од 1992 па се до крајот на 2019 за да види дали забележаната прецесија одговара со предвидувањата на општиот релативитет. И секирата им падна во мед.
„По следење на ѕвездата во нејзината орбита над две и пол децении, нашите прецизни мерења со сигурност ја забележуваат Шварцшилдовата прецесија на Ѕ2 во нејзината патека околу Сагитатор А*,“ вели астрофизичарот Стефан Гилесен при МПЕ.
Но тоа не е се. За да се пресмета прецесијата на Ѕ2, потребна е прецизна маса за Сагитатор А*. Засега доказите посочуваат кон маса 4 милиони пати поголема од сончевата, а и на релативитетните равенки им треба таа маса за да се совпадне забележаната орбита.
Ова е уште една потврда за масата на Сагитатор А*. Ова им дозволува на астрономите и да го проучат просторот околу орбитата. На пример, ако друг масивен објект, како црна дупка со средна големина беше наблизу, истиот би влијаел врз орбитата. Со тоа што не се најдени такви влијанија врз орбитата можеме да дознаеме што нема во галактичкиот центар.
„Бидејќи мерењата на Ѕ2 се толку блиски до општиот релативитет, можеме да поставиме строги граници во однос на колку невидлив материјал, како распространета темна материја или можни помали црни дупки, има околу Сагитатор А*,“ рекоа астрофизичарите Ги Перин и Карин Перо од Опсерваторијата во Париз-Меудон и Опсерваторијата во Гренобл во Франција.
„Ова е важно за се разбере формацијата и еволуцијата на супермасивните црни дупки.“
Сево ова, од само една ѕвезда. Колку прекрасно.
Истражувањето е објавено во Astronomy & Astrophysics.
Превод: Јоаким Јаковлески
Извор sciencealert.com
