Resultatet av analysen av data och 26 år av astronomiska observationer blev officiell bekräftelse av förutspåtts av Allmänna relativitetsteori har i motion av stjärnor i en starkt gravitationsfält av ett supermassivt svart hål i centrum av vintergatan. Detta rapporterades i artikel i den vetenskapliga tidskriften Astronomy & Astrophysics.
Objektet för studien för forskare i alla dessa år var stjärnan S2, som ligger nära ett supermassivt svart hål Sagittarius a* i vintergatans centrum av vintergatan. Ett svart hål som har en massa på fyra miljoner gånger Solens massa, och ligger på ett avstånd av 26 tusen ljusår från Jorden. Själv stjärniga S2 som är relaterade till den spektrala klass B, är en av de mest studerade stjärnorna som hör till S-cluster — grupp av snabbt rörliga stjärnor, som invigdes 2002.
“Det här är bara andra konvergens av stjärnorna S2 och det svarta hålet, som vi har kunnat spåra. Å andra sidan, riktigheten av de verktyg som har vuxit betydligt under de senaste tio åren, vilket gör det möjligt att följa upp detta möte med super hög upplösning. Vi har noga förberett för denna händelse för flera år eftersom det tillåter dig att testa funktionen av den relativistiska effekter,” sade Reinhard Genzel, från Institutet för utomjordisk fysik, max Planck Society i Garching (Tyskland).
Ett svart hål omgivet av ett par dussin stjärnor och några stora moln av gas som regelbundet henne närmare den farliga avstånd. Enligt den Allmänna relativitetsteorin, dessa konvergens och relaterade relativistiska effekter är ett speciellt sätt att påverka bana i stjärnorna, att flytta sin periapsis. Och forskarna kunde bekräfta detta i praktiken.
Under 2003 stjärniga närmade sig det svarta hålet i en farlig sträcka som första gången har gjort astrofysiker för att säkerställa att de har ändrat sin bana under inverkan av tyngdkraften i det svarta hålet. Nästa kombination av stjärnor med Sagittarius A* var först i maj i år, där forskare är mycket lång och noga förberedd. Händelsen bevittnades av några av de ledande teleskop i världen.
Hubble, VLT och andra stora Observatoriet, Jorden började göra nästan konstant övervakning för S2 sedan April i år, med hjälp av de instrument som SINFONI, NACO och ALLVAR som är verksamma i ir och nära infraröda områdena av spektrumet.
Viktigt var de data som samlades in i maj 2018, när stjärnan närmade sig det svarta hålet på ett avstånd av mindre än 20 miljarder kilometer. Effekten av interaktionen mellan det svarta hålet och stjärnan var så stark att ett svart hål spridda hastighet senare till 25 miljoner kilometer per timme (nästan 3 procent av ljusets hastighet).
Forskare säger att samverkan, i synnerhet, tog sig uttryck i en plötslig förändring i färgen på stjärnan under den så kallade gravitationell rödförskjutning – stretching av elektromagnetiska vågor när de kommer in i området med ett starkt gravitationsfält. I fall av S2 star är betydligt “spolas” när man närmar sig Sagittarius A*, och sedan, efter en tid har förvärvat sin vanliga färg. Styrkan i denna effekt, som visas av observationer i VLT, är helt i linje med vad som förutspåtts av relativitetsteorin och den därmed förknippade fenomen av gravitationen tid tidsdilatation.
“Våra första observationer av S2 med verktyget på ALLVAR började för ungefär två år sedan. Då vi har definierat en tydlig röd förändring, i samband med ett svart hål, som än en gång bekräftade den Allmänna relativitetsteorin, säger astrofysik Frank Eisenhower, som arbetar med spectrographs SINFONI och ALLVAR.
“I en tid av högst konvergens på de flesta bilder vi har även noterat det svaga skenet runt det svarta hålet, vilket gör det möjligt att noggrant spåra omloppsbana stjärnor och i slutändan bli vittnen av gravitationell rödförskjutning S2”.
På samma sätt har forskare bekräftat att rörelse S2 avvek från sin vanliga Newtons bana till det värde som beräknas med hjälp av beräkningar av Einstein. Både, som jag tror Genzel och hans team, än en gång tyder på att Einstein har rätt i beskrivningen hur väl fungerar tyg av rymd-tiden och universum i Allmänhet.
Forskarna säger att de nu har en naturlig “laboratorium” för studier av supermassiva svarta hål och relativistiska effekter.
Observation av ett svart hål har bekräftat den Allmänna relativitetsteorin
Nikolai Khizhnyak