Rezultatul analizei datelor timp de 26 de ani de observații astronomice a fost confirmarea oficială a prezis de teoria generală a relativității particularității mișcării unei stele în câmpul gravitațional puternic al unei găuri negre supermasive din centrul Căii Lactee. Acest lucru este raportat într-un articol din revista științifică Astronomy & Astrophysics.
Obiectul de cercetare a oamenilor de știință în acești ani a fost steaua S2, situată lângă gaura neagră supermasivă Săgetătorul A *, situată în centrul galactic al Căii Lactee. Gaura neagră are o masă de patru milioane de ori mai mare decât Soarele și este situată la 26 de mii de ani lumină de Pământ. Steaua S2 însăși, aparținând spectrului de tip B, este una dintre cele mai studiate stele aparținând clusterului S - un grup de stele cu mișcare rapidă descoperite în 2002.
„Aceasta este doar a doua abordare între S2 și o gaură neagră pe care am reușit să le urmărim. Pe de altă parte, precizia instrumentului s-a îmbunătățit semnificativ în ultimii zece ani, permițând urmărirea acestei întâlniri la rezoluție ultra-înaltă. Ne-am pregătit cu atenție pentru acest eveniment de câțiva ani, deoarece ne permite să testăm în practică particularitatea efectelor relativiste”, a declarat Reinhard Gentzel de la Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră din Garching (Germania).
Gaura neagră este înconjurată de câteva zeci de stele și câțiva nori mari de gaz, care se apropie periodic de ea la o distanță periculoasă. Conform teoriei generale a relativității a lui Einstein, aceste întâlniri și efectele relativiste asociate acestora vor avea un efect special asupra orbitei stelei, deplasându-și pericentrul. Și oamenii de știință au putut să confirme acest lucru în practică.
În 2003, steaua s-a apropiat de gaura neagră la o distanță periculoasă, ceea ce a permis astrofizicienilor să urmărească dacă traiectoria sa s-a schimbat sub influența gravitației găurii negre. Următoarea apropiere a vedetei cu Săgetătorul A * a avut loc abia în luna mai a acestui an, pentru care oamenii de știință se pregătesc de foarte mult timp și cu atenție. Evenimentul a fost urmat de câteva dintre cele mai importante telescoape din lume.
Hubble, VLT și alte observatorii majore ale Pământului au început să efectueze observații aproape constante ale S2 începând cu luna aprilie a acestui an, folosind instrumente SINFONI, GRAVITY și NACO care funcționează în intervalele infraroșu și aproape infraroșu ale spectrului.
Critice au fost datele colectate în mai 2018, când vedeta s-a apropiat de gaura neagră aflată la mai puțin de 20 de miliarde de kilometri distanță. Efectul interacțiunii dintre gaura neagră și stea a fost atât de puternic, încât gaura neagră a accelerat viteza acesteia din urmă la 25 de milioane de kilometri pe oră (aproape 3% din viteza luminii).
Video promotional:
Oamenii de știință observă că interacțiunea, în special, s-a manifestat printr-o schimbare accentuată a culorii stelei sub influența așa-numitului redshift gravitațional - „întinderea” undelor electromagnetice atunci când acestea lovesc o zonă cu un câmp gravitațional puternic. În cazul S2, vedeta s-a „înroșit” în mod vizibil pe măsură ce s-a apropiat de Săgetătorul A *, după care, după un timp, și-a dobândit culoarea obișnuită. Puterea acestui efect, după cum arată observațiile VLT, a fost pe deplin în concordanță cu ceea ce prevedea teoria relativității și fenomenul asociat al dilatării gravitaționale a timpului.
„Observațiile noastre inițiale despre S2 cu instrumentul GRAVITY au început în urmă cu aproximativ doi ani. Chiar și atunci, am identificat un efect clar redshift asociat cu o gaură neagră, care a confirmat încă o dată teoria generală a relativității a lui Einstein”, spune astrofizicianul Frank Eisenhower, care lucrează cu spectrografele GRAVITY și SINFONI.
"În timpul apropierii noastre cele mai apropiate, am observat chiar o strălucire slabă în jurul găurii negre din majoritatea imaginilor, ceea ce ne-a permis să urmărim foarte aproape orbita stelei și, în cele din urmă, să asistăm la redshift-ul gravitațional al S2."
De asemenea, oamenii de știință au confirmat că mișcarea S2 s-a abătut de la orbita sa obișnuită newtoniană de suma care a fost calculată folosind calculele lui Einstein. Ambele, în conformitate cu Genzel și echipa sa, dovedesc încă o dată că Einstein are dreptate în a descrie modul în care se comportă țesătura spațiului-timp și întregul Univers.
Cercetătorii spun că au acum un laborator natural pentru studiul găurilor negre supermasive și a efectelor relativiste.
Nikolay Khizhnyak
