Samotna zvezda, imenovana S2, ki kroži okoli supermasivne črne luknje v središču naše galaksije, je pokazala napoved splošne relativnosti v najbolj ekstremnem okolju, v katerem jo lahko preizkusimo.
Z združitvijo ducatov opazovanj so astronomi pokazali, da S2 ni elipsa s fiksnim položajem; nasprotno, orbita se premika kot spirografski vzorec – pojav, znan kot Schwarzschildova precesija.
To je prvič, da je Schwarzschildova precesija zaznana okoli supermasivne črne luknje, kar dokazuje, da vztraja tudi takrat, ko opazujemo orbite zvezd v najbolj gravitacijsko ekstremnih okoljih.
Poleg tega lahko splošne enačbe relativnosti uporabimo za natančno napovedovanje orbitalnih sprememb – in ti izračuni se natančno ujemajo z opazovanji S2.
“Einsteinova splošna teorija relativnosti napoveduje, da vezane tirnice enega predmeta okoli drugega niso zaprte, tako kot v Newtonovi gravitaciji, ampak se premikajo naprej v ravnini gibanja,” je pojasnil astrofizik Reinhard Hansel z Inštituta Max Planck za fiziko tujcev (MPE) v Nemčiji.
“Ta znameniti učinek – prvič viden v orbiti planeta Merkur okoli Sonca – je bil prvi dokaz splošne relativnosti. Sto let kasneje smo odkrili enak učinek, ko se je zvezda, ki kroži okoli Strelca Črna luknja v središču Rimske ceste.
S2 kroži okoli Strelca A v dolgi eliptični orbiti vsakih 16 let. Na najbližjem pristopu ali periastronu je od črne luknje oddaljen 17 svetlobnih ur ali nekaj več kot štirikrat večja razdalja od Sonca do Neptuna.
Morda se sliši daleč, toda ko imate opravka z nečim tako masivnim, kot je Strelec A, je presenetljivo blizu in gravitacijski vpliv črne luknje pospeši zvezdo na skoraj 3-odstotno hitrost svetlobe, ko se vrti. Je ena najbližjih zvezd galaktičnemu središču.
“Ker meritve S2 tako dobro sledijo splošni relativnosti, lahko postavimo stroge omejitve glede tega, koliko nevidnega materiala, kot je porazdeljena temna snov ali morda manjše črne luknje, je okoli Strelca A,” sta povedala astrofizika Guy Perrin in Karin Perrault iz Pariškega observatorija – Place de Meudon oziroma Observatorija v Grenoblu v Franciji.
“To je zelo zanimivo za razumevanje nastanka in razvoja supermasivnih črnih lukenj.”
Študija je bila objavljena v Astronomy and Astrophysics.
