Звезда „танцуваща“ около супер масивна черна дупка потвърждава теорията на Айнщайн

Стрелец А *, свръхмасивната черна дупка в центъра на галактиката Млечен път, е заобиколена от звезди, благодарение на гигантското си гравитационно привличане. От десетилетия астрономите наблюдават една конкретна звезда в този регион, а новите изследвания за пореден път доказват, че Алберт Айнщайн е бил изключително прав за гравитацията.

В проучване, публикувано в четвъртък в списанието Astronomy & Astrophysics, изследователите разкриват за първи път, че звездата „танцуваща“ около Стрелец А * се движи точно както Айнщайн предсказва с общата си теория на относителността. Екипът от учени изследва звездата в продължение на 27 години, използвайки много големия телескоп на Европейската южна обсерватория в чилийската пустиня Атакама, надявайки се да разкрие мистериите на огромната черна дупка в сърцето на нашата галактика.

Теорията за гравитацията на Исак Нютон прогнозира, че звездата би изчезнала около черната дупка по елиптичен начин, но изследователите откриват, че орбитата на S2 всъщност е оформена като розетка около черната дупка, която се намира на 26 000 светлинни години от Слънцето.

„Общата относителност на Айнщайн прогнозира, че ограничените орбити на един обект около друг не са затворени, както в нютоновата гравитация, а се придвижват напред в равнината на движение. Този известен ефект – за първи път видян в орбитата на планетата Меркурий около Слънцето – беше първи запис в полза на общата относителност „, казва съавторът Райнхард Гензел в съобщение за пресата.

Наблюденията, направени с много големия телескоп на ESO (VLT), разкриха за първи път, че звезда, обикаляща около ординатната супермасивна черна дупка в центъра на Млечния път, се движи точно както е предсказано от теорията за обща относителност на Айнщайн. (Впечатлението на художника на илюстрацията за формата на орбитата на звездата е преувеличено за по-лесна визуализация.)

„Сто години по-късно открихме същия ефект при движението на звезда, обикаляща около орбита на компактния радиоизточник Стрелец А * в центъра на Млечния път“, продължава Гензел. „Тези наблюдения засилват доказателствата, че Стрелец А * трябва да бъде свръхмасивна черна дупка с 4 милиона пъти по-голяма маса от тази на Слънцето.“

Най-близката звезда, S2 е на по-малко от 20 милиарда километра от Стрелец А * – разстояние, което е 120 пъти разстоянието между Слънцето и Земята – което прави S2 една от най-близките звезди, наблюдавани някога в орбита на черната дупка. Необходимо беше изследователите да изучават звездата десетилетия, тъй като тя извършва само една орбита на всеки 16 години.

Непрекъснато променящото се движение на S2 точно съвпада с прогнозираното от теорията на Айнщайн. Ефектът, известен като прецесия на Шварцшилд, никога досега не е измерван за звезда около свръхмасивна черна дупка, твърдят учените.

Изследванията не само потвърждават теорията на Айнщайн, но също така предоставя решаваща информация за района около Стрелец A *.
„Тъй като измерванията на S2 следват Общата относителност толкова добре, можем да зададем строги ограничения за това колко невидим материал, като разпределена тъмна материя или евентуални по-малки черни дупки, присъства около Стрелец А *. Това представлява голям интерес за разбирането на образуването и еволюция на свръхмасивни черни дупки “, заявяват водещите учени Гай Перин и Карин Перро.

Използвайки новия телескоп на ESO, екипът от учени се надява да открие звезди в орбита още по-близо до свръхмасивната черна дупка.
„Ако имаме късмет, може да заснемем звезди достатъчно близо, че всъщност да усещат въртенето на черната дупка“, каза съавторът Андреас Екарт от Кьолнския университет.

Ако намерят по-близки звезди, астрономите биха могли да измерят както въртенето, така и масата, определяйки пространството и времето около Стрелец А *. „Това вече би било съвсем различно ниво на тестване на относителността „, казва Екарт.