Наблюдения, сделанные с помощью «Очень большого телескопа» (VLT) ESO, впервые показали, что звезда, вращающаяся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного пути, движется так же, как и предсказывает общая теория относительности Эйнштейна.
Ее орбита имеет форму цветка, а не эллипса, как предсказывает теория тяготения Ньютона. Этот долгожданный результат стал возможен благодаря все более точным измерениям в течение почти 30 лет, которые позволили ученым раскрыть тайны черной дыры, скрывающейся в центре нашей галактики.
«Общая теория относительности Эйнштейна» предсказывает, что связанные орбиты одного объекта вокруг другого не замкнуты, как в ньютоновской гравитации, но прецессируют вперед в плоскости движения. Этот знаменитый эффект — впервые увиденный на орбите планеты Меркурий вокруг Солнца — был первое доказательство в пользу Общей Относительности.
— Спустя сто лет мы обнаружили тот же эффект в движении звезды, вращающейся вокруг компактного радиоисточника Стрельца А * в центре Млечного Пути. Этот наблюдательный прорыв усиливает свидетельство того, что Стрелец А * должна быть сверхмассивной черной дырой, в 4 миллиона раз превышающей массу Солнца», — говорит Рейнхард Гензел, директор Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE) в Гархинге, Германия.
Расположенный в 26 000 световых лет от Солнца, Стрелец А * и плотное скопление звезд вокруг него предоставляют уникальную лабораторию для проверки физики в неизведанном и экстремальном режиме гравитации.
Одна из этих звезд, S2, подходит в направлении сверхмассивной черной дыры на самое близкое расстояние менее 20 миллиардов километров (в сто двадцать раз больше расстояния между Солнцем и Землей), что делает ее одной из самых близких звезд, когда-либо найденных на орбите возле черной дыры.
При ближайшем приближении к черной дыре S2 движется в пространстве со скоростью почти в три процента скорости света, совершая оборот по орбите каждые 16 лет.
«После двух с половиной десятилетий наблюдения за звездой на ее орбите наши точные измерения надежно обнаруживают прецессию Шварцшильда S2 на его пути вокруг Стрельца А *», — говорят ученые.
Большинство звезд и планет имеют некруглую орбиту и поэтому двигаются ближе и дальше от объекта, вокруг которого они вращаются. Орбита S2 прецессирует, что означает, что местоположение ее ближайшей точки к сверхмассивной черной дыре меняется с каждым оборотом, так что следующая орбита поворачивается относительно предыдущей, создавая форму цветка.
Общая теория относительности обеспечивает точный прогноз того, насколько ее орбита меняется, и последние измерения, полученные в результате этого исследования, в точности соответствуют теории. Этот эффект, известный как прецессия Шварцшильда, никогда ранее не измерялся для звезды, вращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры.
