Opazovanja v zelo velikem teleskopu so najprej pokazala učinke, ki jih predvideva Einsteinova splošna teorija relativnosti glede gibanja zvezde, ki poteka v bližini supermasivne črne luknje v središču Rimske ceste. To je vrhunec 26-letne teleskopske raziskave v Čilu.
Najbližja supermasivna črna luknja je naložena v gostih oblakov prahu in je od nas oddaljena 26000 svetlobnih let. To je gravitacijska pošast, ki 4 milijonekrat presega maso sonca. Obdan z majhno zvezdno skupino, ki se vrti okoli luknje pri visokih hitrostih. To je najmočnejše gravitacijsko polje v naši galaksiji in igra idealno mesto za študij gravitacijske fizike in preizkušanje splošne teorije relativnosti.
Umetniška vizija odraža pot zvezde S2 s tesnim pristopom k supermasivni črni luknji v središču Rimske ceste. Ko se približuje močnemu gravitacijskemu polju, prihaja do tega, da se barva zvezde rahlo spremeni v rdečo, kar je posledica splošne teorije relativnosti.
Nove raziskave IR iz občutljivih instrumentov GRAVITY, SINFONI in NACO na zelo velikem teleskopu so nam omogočile, da sledimo eni od zvezd, imenovanim S2, ko se je maja 2018 približala črni luknji. Najbližja točka približevanja je dosegla manj kot 20 milijard km pri hitrosti več kot 25 milijonov km / h (skoraj 3% svetlobne hitrosti).
Skupina je primerjala meritve položaja in hitrosti od GRAVITY in SINFONI skupaj s prejšnjim nadzorom S2 z drugimi orodji. Vključili smo tudi napovedi Newtonove gravitacije, splošno teorijo relativnosti in druge teorije gravitacije. Novi rezultati se ne ujemajo z Newtonovimi napovedmi in se popolnoma ujemajo z Einsteinovimi položaji.
Diagram prikazuje gibanje zvezde S2 okoli supermasivne črne luknje v središču Rimske ceste. Sestavljen je iz opazovanj s teleskopi in instrumenti ESO že 25 let. Zvezda preživi 16 let, ko opravi orbitalni let in se približa črni luknji maja 2018
Te izjemno natančne meritve izvaja mednarodna skupina znanstvenikov, ki jo vodi inštitut Max Planck. Znanstveniki so že drugič uspeli opaziti tesen prehod S2 v črno luknjo v galaktičnem središču. Toda tokrat so uporabili bistveno izboljšano strojno opremo.
Nove meritve jasno kažejo učinek gravitacijskega rdečega premika. Svetloba zvezde se razteza na daljše valove z močnim gravitacijskim poljem črne luknje. Merjenje valovne dolžine svetlobe iz S2 natančno ustreza tistemu, kar je bilo predvideno v Einsteinovi splošni teoriji relativnosti. To je prvič, da smo opazili odstopanje od napovedi Newtonove preprostejše teorije gravitacije, ko se zvezda premika okoli supermasivne črne luknje.
Simulacija prikazuje orbite zvezd v bližini supermasivne črne luknje v središču Rimske ceste. Zvezda S2 prehaja vsakih 16 let blizu črne luknje. Zadnjič je bila konvergenca zabeležena maja 2018
Znanstveniki so uporabili SINFONI za merjenje hitrosti S2 v smeri od Zemlje in GRAVITY naprave za izvajanje zelo natančnih izračunov lokacije zvezde, da bi določili obliko njegove orbite. GRAVITY ustvari ostro sliko, ki vam omogoča sledenje zvezdnemu gibanju na razdalji 26.000 svetlobnih let.
Prva opazovanja S2, izdelana pred dvema letoma, so pokazala, da so raziskovalci dobili popoln laboratorij v obliki črne luknje. V tesnem prehodu je bilo celo možno določiti šibek sij okoli črne luknje, ki je pomagala, da se zvezda natančno spremlja v svoji orbiti. Minilo je več kot 100 let in Einstein še vedno dokazuje svoj primer.
Prvi uspešen preizkus Einsteinove teorije v bližini supermasivne črne luknje
Znotraj sončnega sistema je mogoče preveriti fizikalne zakone zdaj in pod določenimi pogoji. Zato je pomembno, da astronomi razumejo, ali ti zakoni ostanejo v veljavi, ko so gravitacijska polja veliko močnejša. Nadaljnji pregledi naj bi pokazali še en relativistični učinek - rahlo rotacijo zvezdne orbite (Schwarzschildova precesija), saj se S2 odmika od črne luknje.
Star S2 opravi tesen pristop k črni luknji v središču Rimske ceste
Znanstveniki so porabili veliko časa za ustvarjanje edinstvenih močnih orodij, ki so potrebna za izvedbo podrobnih meritev na zelo velikem teleskopu. Danes pridobljena dejstva so zanimiv rezultat čudovitega partnerstva.
Simulacija orbit zvezd okoli črne luknje v središču Rimske ceste
