Ефект на Айнщайн в центъра на нашата галактика

---

Това е орбитата на звездата S2 около „Стрелец А*“, която е оформена като розетка, а не като елипса (показана в червено), както предвижда теорията за гравитацията на Нютон. Този ефект е известен като „прецесия на Шварцшилд“. Илюстрацията показва прецесията на орбитата на звездата, като ефектът е преувеличен за по-лесна визуализация. ЕСО / L. Calçada

Астрономите са открили, че една звезда обикаляща около свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път се движи точно както е предсказано от общата теория на относителността на Айнщайн. Нейната орбита е оформена като розетка, а не като елипса, както предвижда теорията за гравитацията на Нютон. Този дълго търсен резултат е станал възможен чрез все по-прецизни измервания през период от 30 години, които позволяват на учените да разкрият мистериите на чудовището, дебнещо в сърцето на нашата галактика.

Общата относителност на Айнщайн предсказва, че орбитите на един обект около друг не са затворени, както е в Нютоновата гравитация. Вместо това те се изместват напред в равнината на движение. Този ефект е забелязан за първи път в орбитата на Меркурий около Слънцето, което всъщност е първото доказателство в полза на общата относителност. Сто години по-късно учените откриват втори обект със същия ефект. Това е звезда, обикаляща около компактният радиоизточник „Стрелец А*“ в центъра на Млечния път. Този пробив засилва доказателствата, че „Стрелец А*“ трябва да е свръхмасивна черна дупка с маса 4 милиона пъти по-голяма от масата на Слънцето.

Разположен на 26 000 светлинни години от нас, „Стрелец А*“ представлява уникална лаборатория за тестване на физиката описваща неизследван и екстремен режим на гравитацията. По същество, тази структура е с размерите само на половината слънчева система. Само че, този обем съдържа гигантско количество маса и около него обикалят рояци от плътни снопове звезди, заради което учените са заключили че става въпрос за свръхмасивна черна дупка. Една от тези звезди е „S2“. Тя е преминала покрай дупката само на 20 милиарда километра (сто и двадесет пъти разстоянието между Слънцето и Земята), което я прави една от най-близките звезди, откривани някога в орбита около масивния гигант. При най-близкия си подход S2 достига почти три процента от скоростта на светлината. Една пълна орбита извършва веднъж на 16 години. След като наблюдават звездата в продължение на две и половина десетилетия, измерванията категорично откриват „прецесията на Шварцшилд“ на S2 по пътя и около „Стрелец А*“.

Повечето звезди и планети имат некръгли орбити и затова се приближават и отдалечават от обекта, около който обикалят. Орбитата на S2 прецесира, което означава, че местоположението на най-близката точка до свръхмасивната черна дупка се променя с всяка обиколка. По този начин, всяка следваща орбита се завърта спрямо предишната, създавайки форма на розетка. Общата относителност дава точна прогноза за това колко трябва да се промени орбитата и последните измервания от това изследване точно съответстват на теорията. Този ефект е известен като „прецесия на Шварцшилд“ и той никога досега не е измерван за звезда обикаляща около свръхмасивна черна дупка.

Проучването на звездата с VLT помага да се научи повече за околността на свръхмасивната черна дупка в центъра на нашата галактика. Тъй като измерванията на S2 следват общата относителност много добре, това позволява да се зададат строги ограничения за количеството невидима материя, като тъмна материя или евентуални по-малки черни дупки разположени около „Стрелец А*“. Това е от голям интерес за разбирането на формирането и еволюцията на свръхмасивните черни дупки.

Този резултат е кулминацията на 27-годишни наблюдения на S2, посредством флотилията от инструменти на ESO в пустинята Атакама в Чили. Следващият етап е наблюдения с бъдещият „Екстремно Голям Телескоп“, който се очаква да види много повече и по-бледи звезди в орбита около централната дупка.  Всъщност, ако имат късмет, астрономите може да заснемат звезди достатъчно близо, които усещат въртенето на черната дупка. Това би означавало, че веднъж за винаги, учените ще измерят окончателно двете величини - въртене и маса, които характеризират „Стрелец А*“ и ще определят пространството и времето около него.

---

• ЧерниДупки
• VLT

• 1441
• 0
• Apr 21, 2020

---

Коментар