26 vuoden tähtitieteellisten havaintojen tietojen analysoinnin tulos oli virallinen vahvistus yleisen suhteellisuusteorian ennustamasta tähden liikkeen erityispiirteestä Linnunradan keskustassa olevan supermassiivisen mustan aukon voimakkaassa painovoimakentässä. Tästä kerrotaan tieteellisen lehden Astronomy & Astrophysics artikkelissa.
Kaikkien näiden vuosien tutkijoiden tutkimuskohteena on ollut tähti S2, joka sijaitsee supermassiivisen mustan aukon Sagittarius A * vieressä, joka sijaitsee Linnunradan galaktisessa keskustassa. Mustan aukon massa on neljä miljoonaa kertaa auringon massa ja se sijaitsee 26 tuhatta valovuoden päässä maasta. Itse S2-tähti, joka kuuluu spektrityyppiin B, on yksi tutkituimmista tähtiistä, jotka kuuluvat vuonna 2002 löydettyyn nopeasti liikkuvien tähtiryhmien S-klusteriin.
”Tämä on vasta toinen lähestymistapa S2: n ja mustan aukon välillä, jonka olemme pystyneet jäljittämään. Toisaalta instrumentin tarkkuus on parantunut huomattavasti viimeisen kymmenen vuoden aikana, minkä ansiosta kokousta on mahdollista seurata erittäin korkealla resoluutiolla. Olemme valmistautuneet huolellisesti tähän tapahtumaan useiden vuosien ajan, koska sen avulla voimme testata käytännössä relativististen vaikutusten erityispiirteitä”, kertoi Reinhard Gentzel Max Planckin Maan ulkopuolisen fysiikan instituutista Garchingista (Saksa).
Mustaa reikää ympäröi useita kymmeniä tähtiä ja useita suuria kaasupilviä, jotka lähestyvät sitä säännöllisesti vaarallisella etäisyydellä. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan näillä kohtaamisilla ja niihin liittyvillä relativistisilla vaikutuksilla on erityinen vaikutus tähden kiertoradalle, syrjäyttämällä sen keskusta. Ja tutkijat pystyivät vahvistamaan tämän käytännössä.
Vuonna 2003 tähti lähestyi mustaa reikää vaarallisella etäisyydellä, mikä antoi astrofysiikan tutkijoille ensimmäistä kertaa mahdollisuuden seurata, muuttuivatko sen lentoradat mustan aukon painovoiman vaikutuksesta. Tähteen seuraava lähentäminen Jousimiehen A * kanssa tapahtui vasta tämän vuoden toukokuussa, mihin tutkijat ovat valmistautuneet erittäin kauan ja huolellisesti. Tapahtumaa seurasi useita maailman johtavia kaukoputkia.
Hubble, VLT ja muut suuret maapallon observatoriat ovat alkaneet suorittaa melkein jatkuvia S2: n havaintoja tämän vuoden huhtikuusta lähtien käyttämällä SINFONI-, GRAVITY- ja NACO-instrumentteja, jotka toimivat spektrin infrapuna- ja lähi-infrapuna-alueilla.
Kriittinen oli toukokuussa 2018 kerätty tieto, kun tähti lähestyi mustaa reikää alle 20 miljardin kilometrin päässä. Mustan aukon ja tähden välisen vuorovaikutuksen vaikutus oli niin voimakas, että musta reikä kiihdytti jälkimmäisen nopeuden 25 miljoonaan kilometriin tunnissa (melkein 3 prosenttia valon nopeudesta).
Mainosvideo:
Tutkijat huomauttavat, että etenkin vuorovaikutus näkyi tähden värin voimakkaana muutoksena ns. Gravitaatioisen punasiirteen vaikutuksesta - sähkömagneettisten aaltojen "venyttämisessä", kun ne osuvat alueelle, jolla on voimakas painovoimakenttä. S2: n tapauksessa tähti “puneili” huomattavasti lähestyessäsi Jousimies A *: ta, minkä jälkeen hetken kuluttua se sai tavanomaisen värinsä. Tämän vaikutuksen voimakkuus, kuten VLT-havainnot osoittavat, oli täysin yhdenmukainen suhteellisuusteorian ja siihen liittyvän painovoima-ajan dilataation ilmiön ennustaman kanssa.
”Alkuhavainnot S2: sta GRAVITY-instrumentilla alkoivat noin kaksi vuotta sitten. Silloinkin tunnistimme selkeän punaiseen siirtymään liittyvän vaikutuksen, joka liittyy mustaan aukkoon, mikä vahvisti jälleen Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian”, sanoo astrofysiikka Frank Eisenhower, joka työskentelee GRAVITY- ja SINFONI-spektrografien kanssa.
"Lähimmän lähestymistapamme aikana huomasimme useimmissa kuvissa jopa heikon hehkuvan mustan aukon ympärillä, mikä antoi meille mahdollisuuden seurata tarkasti tähtirataa ja lopulta todistaa S2: n painovoimaista punasiirtymää."
Samoin tutkijat ovat vahvistaneet, että S2: n liike poikkesi tavanomaisesta Newtonin kiertoradaltaan määrällä, joka laskettiin Einsteinin laskelmien avulla. Molemmat Genzelin ja hänen tiiminsä mukaan todistavat jälleen kerran, että Einstein on oikeassa kuvaileessaan, kuinka avaruus-ajan kangas ja koko maailmankaikkeus käyttäytyvät.
Tutkijoiden mukaan heillä on nyt luonnollinen laboratorio supermassiivisten mustien reikien ja relativististen vaikutusten tutkimiseksi.
Nikolay Khizhnyak