Овој уметнички приказ го покажува патот на ѕвездата С2 кога поминува многу блиску до супермасивната црна дупка во центарот на Млечниот Пат. Како што се приближува до црната дупка, силното гравитационо поле предизвикува бојата на ѕвездата малку да се помести кон црвено, како последица на Ајнштајновата генерална релативност. Во овој график, ефектот на бојата и големината на предметите се зголемени за јасност. Заслуги: ESO/M. Kornmesser
Набљудувањата направени со Многу Големиот Телескоп на ЕСО за првпат ги откриле ефектите предвидени од општата релативност на Ајнштајн врз движењето на ѕвезда која минува низ екстремното гравитационо поле во близина на супермасивната црна дупка во центарот на Млечниот Пат. Овој долготраен резултат претставува кулминација на 26-годишната набљудувачка кампања користејќи ги телескопите на ЕСО во Чиле.
Скриена од густи облаци на прашина, најблиската супермасивна црна дупка до Земјата лежи 26000 светлосни години во центарот на Млечниот Пат. Ова гравитационо чудовиште, кое има маса четири милиони пати повеќе од онаа на Сонцето, е опкружено со мала група ѕвезди кои орбитираат околу него со голема брзина. Оваа екстремна средина – најсилното гравитационо поле во нашата галаксија – го прави совршено место за истражување на гравитационата физика, а особено за испитување на општата теорија на релативноста на Ајнштајн.
Новите инфрацрвени набљудувања од исклучително чувствителните инструменти ГРАВИТИ, СИНФОНИ и НАКО на Многу Големиот Телескоп на ЕСО, сега им овозможиле на астрономите да следат една од овие ѕвезди, наречени С2, бидејќи мина многу блиску до црната дупка во текот на Мај 2018 година. Во најблиската точка до црната дупка, оваа ѕвезда беше на растојание од помалку од 20 милијарди километри и се движеше со брзина поголема од 25 милиони километри на час, скоро три проценти од брзината на светлината.
Тимот ги споредувал позицијата и брзината со мерења од ГРАВИТИ и СИНФОНИ, заедно со претходните набљудувања на С2 користејќи други инструменти, со предвидувањата на Њутновата гравитацијата, општата релативност и други теории за гравитација. Новите резултати не се во согласност со Њутновите предвидувања и во одлична согласност со предвидувањата на општата релативност.
Заслуги: ESO/MPE/GRAVITY колаборација
Овие исклучително прецизни мерења биле направени од страна на меѓународен тим предводен од Рајнхард Генцел од Макс Планк Институтот за Екстратерестријална Физика во Геринг, Германија, заедно со соработници од целиот свет, во Париската опсерваторија – ПСЛ, Универзитетот во Греноблови Алпи, ЦНРС, Макс Планк Институтот за Астрономија, Универзитетот во Келн, португалскиот ЦЕНТРА и ЕСО. Набљудувањата се кулминација на 26-годишната серија на се попрецизни набљудувања на центарот на Млечниот Пат со користење на инструментите на ЕСО.
“Ова е втор пат што го набљудуваме блискиот помин на С2 околу црна дупка во нашиот галактички центар. Но, овој пат, поради многу подобрените инструменти, можевме да ја набљудуваме ѕвездата со невидена резолуција”, објаснува Генцел. “Ние интензивно се подготвувавме за овој настан во текот на неколку години, бидејќи сакавме максимално да ја искористиме оваа единствена можност да ги набљудуваме општите релативистички ефекти”.
Новите мерења јасно покажуваат ефект наречен гравитационо црвено поместување. Светлината од ѕвездата е проширена кон подолги бранови должини од многу силното гравитационо поле на црната дупка. И промената на брановата должина на светлината од С2 се согласува токму со она што го предвидува Ајнштајновата теорија на општа релативност. Ова е прв пат отстапувањето од предвидувањата на поедноставната Њутн теорија на гравитација да е забележано во движењето на ѕвезда околу супермасивната црна дупка.
Заслуги: ESO/L. Calçada/spaceengine.org
Тимот го користеше СИНФОНИ за мерење на брзината на С2 кон и далеку од Земјата и инструментот ГРАВИТИ во интерферомерот на Многу Големиот Телескоп (ВЛТИ) за да изврши прецизни мерења на променливата позиција на С2 со цел да се дефинира обликот на неговата орбита. ГРАВИТИ создава толку остри слики што може да ја открие промената во движењето на ѕвездата на сите 24 саати додека минува близу до црната дупка – 26 000 светлосни години од Земјата.
“Нашите први набљудувања на С2 со ГРАВИТИ, пред околу две години, ни покажаа дека веќе ја имаме идеалната лабораторија за црни дупки”, додава Френк Ајзенхауер, главен истражувач на ГРАВИТИ и спектрографот СИНФОНИ. “За време на блискиот премин, можевме да го детктираме слабиот сјај околу црната дупка на повеќето слики, што ни овозможи точно да ја следиме ѕвездата на нејзината орбита, што евентуално доведе до откривање на гравитационото црвено поместување во спектарот на С2.”
Повеќе од сто години по објавувањето на својот труд во кој се изложени равенките на општата релативност, уште еднаш е докажано дека Ајнштајн е во право – во многу поекстремна лабораторија отколку што можел да замисли!
Франсоаз Делпланк, раководител на одделот за системско инженерство во ЕСО, го објаснува значењето на набљудувањата: “Овде, во Сончевиот систем можеме само да ги тестираме законите на физиката сега и под одредени околности. Затоа во астрономијата е многу важно да се провери дали тие закони се сè уште валидни кога гравитационите полиња се многу посилни”.
Многу скоро се очекува континуираните набљудувања да покажат уште еден релативистички ефект – мала ротација на орбитата на ѕвездата, позната како Шварцшилдова прецесија – додека С2 се оддалечува од црната дупка.
Ксавиер Бакронс, генерален директор на ЕСО, заклучува: “ЕСО има работено со Рајнхард Гензел и неговиот тим и соработници од земјите-членки на ЕСО повеќе од 25 година. Беше голем предизвик да се развијат уникатни моќни инструменти потребни за да се направат овие деликатни мерења и истите да се пренесат до ВЛТ во Паранал. Откритието објавено денес е многу возбудлив резултат на едно извонредно партнерство.”
Превод: Бојана Стефаноска
Извор: Phys
