Для розкриття цієї таємниці треба було спостереження завдовжки майже три десятиліття, яке відстежує і аналізує поведінку зірки і гравітаційного джерела в центрі нашої Галактики.
Вчені з Інституту позаземної фізики імені Макса Планка (Німеччина) отримали результати дослідження, що тривало 27 років. Статтю з висновками, що підтверджують Загальну теорію відносності Ейнштейна, вони опублікували в журналі Astronomy & Astrophysics.
Зірка S2, яка обертається навколо надмасивної чорної діри Стрілець A*, що знаходиться в центрі Чумацького Шляху, робить це по «розеткоподібній» орбіті, а не по еліптичній. Саме так вона повинна була рухатися, якби була вірна Загальна теорія відносності, яка передбачає, що пов’язані орбіти одного об’єкта навколо іншого не замкнуті, але прецесують вперед в площині руху. Навпаки, якби рухи небесних тіл підкорялися тільки принципам, викладеним у ньютонівській теорії тяжіння, то зірка рухалася б по замкнутій еліптичній орбіті.
З’ясувати це допоміг довгий і точний комплекс спостережень, вимірювань і аналізу, запланований дослідниками і здійснений в тому числі за допомогою приладів VLT (Дуже великого телескопа — Very Large Telescope).
Більшість зірок і планет мають некруглу орбіту і тому рухаються ближче і далі від об’єкта, навколо якого обертаються. Орбіта S2 прецесує, значить, місце розташування її найближчої точки до надмасивної чорної діри змінюється з кожним поворотом, так що наступна орбіта зрушується з поворотом щодо попередньої. Якщо зберегти всі ці повороти, в результаті виходить фігура з «пелюсток». Вперше подібний ефект був виявлений у русі Меркурія навколо Сонця. Це зміщення, відкрите в середині ХІХ століття, підштовхнуло фізиків до пошуку пояснення, яке і було дано Ейнштейном.
Загальна теорія відносності забезпечує точне передбачення того, як повинна була змінитися орбіта S2, і дані, отримані в результаті дослідження авторів роботи, точно відповідають цим прогнозом. Цей ефект, відомий як прецесія Шварцшільда, ніколи раніше не вимірювався для зірки, що обертається навколо надмасивної чорної діри. Виявлення та підтвердження ефекту на таких небесних тіл, як Стрілець A* і S2, не тільки підтверджують Теорію відносності, але і допомагають більше дізнатися про ці об’єкти.
Стрілець А* і зірки, що утворюють скупчення навколо цього компактного джерела гравітації, знаходяться в 26 тисяч світлових років від Сонця. У деякому роді це природна «суперлабораторія», що дає можливість перевіряти фізичні і астрономічні теорії в унікальних умовах екстремальної гравітації. Рух зірки S2 робить її однією з найбільш близьких до надмасивної чорної діри, відомих людству.
Астрофізикам знадобилося 27 років, оскільки один оборот S2 навколо чорної діри займає роки. Щоб точно простежити за змінами орбіти, вчені використовували інструменти VLT, розташованого в чилійській пустелі Атакама. Дослідники зробили 330 «підходів», вимірюючи і аналізуючи всі особливості положення S2.
Крім німецьких вчених, у проєкті брали участь їхні колеги з Франції, Португалії, Німеччини та ESO. Створена ними колаборація GRAVITY, названа на честь одного з приладів для VLT, два роки тому виявила ще один доказ Загальної теорії (зміна світлових хвиль, що виходять від S2). З появою більш точного Надзвичайно великого телескопа (Extremely Large Telescope) команда сподівається отримати ще більш детальну інформацію як з боку Загальної теорії фізики, так і з боку даних про властивості чорної діри і її супутників.
Натхнення: naked-science.ru