Novērojumi ļoti lielajā teleskopā vispirms parādīja Einšteina vispārējās relativitātes teorijas prognozētās sekas attiecībā uz zvaigzne, kas iet tuvu melnajam caurumam, kas atrodas Piena ceļa centrā. Tā ir kulminācija 26 gadu teleskopa apsekojuma kampaņai Čīlē.
Tuvākais supermassīvais melns caurums tiek ielādēts biezos putekļu mākoņos un ir 26000 gaismas gadu attālumā no mums. Tas ir gravitācijas monstrs, kas pārsniedz 4 miljonus reižu saules masu. Ieskauj maza zvaigžņu grupa, kas rotē ap caurumu lielā ātrumā. Tas ir visspēcīgākais gravitācijas lauks mūsu galaktikā un spēlē ideālu vietu gravitācijas fizikas izpētei un vispārējās relativitātes teorijas pārbaudei.
Mākslinieciskā vīzija atspoguļo zvaigznes zvaigzni S2 ar ciešu pieeju supermassīvam melnajam caurumam Piena ceļa centrā. Tā kā tuvojas spēcīgajam gravitācijas laukam, tas noved pie tā, ka zvaigžņu krāsa nedaudz mainās uz sarkanu, kas ir vispārējās relativitātes teorijas sekas.
Jauni IR pētījumi no jutīga GRAVITY, SINFONI un NACO instrumentiem ļoti lielajā teleskopā ļāva mums sekot kādai no zvaigznēm S2, jo tas 2018. gada maijā tuvojās melnajam caurumam. Tuvākais pieejas punkts sasniedza mazāk nekā 20 miljardus km ātrumā, kas pārsniedz 25 miljonus km / h (gandrīz 3% no apgaismojuma ātruma).
Komanda salīdzināja pozīcijas un ātruma mērījumus no GRAVITY un SINFONI līdz ar iepriekšējo S2 uzraudzību, izmantojot citus instrumentus. Mēs iekļāvām arī Ņūtona gravitācijas prognozes, vispārējo relativitātes teoriju un citas smaguma teorijas. Jauni rezultāti nepiekrīt Ņūtona prognozēm un ir perfekti saskaņoti ar Einšteina pozīcijām.
Diagrammā redzama zvaigznes S2 kustība ap supermassīvo melno caurumu Piena ceļa centrā. Sastāv no novērojumiem ar teleskopiem un ESO instrumentiem 25 gadus. Zvaigznīte pavada 16 gadus, pabeidzot orbitālo lidojumu, un 2018. gada maijā tuvojās melnajam caurumam
Šos ārkārtīgi precīzus mērījumus veic starptautiska zinātnieku komanda, kuru vada Max Planck institūts. Zinātnieki jau otro reizi spēja novērot tuvu S2 pāreju uz melno caurumu galaktikas centrā. Bet šoreiz viņi izmantoja ievērojami uzlabotu aparatūru.
Jauni mērījumi skaidri parāda gravitācijas sarkanās maiņas ietekmi. No zvaigznes gaismas no melna cauruma spēcīgā gravitācijas lauka izstiepjas garāki viļņi. Gaismas viļņa garuma mērīšana no S2 precīzi atbilst tam, kas tika prognozēts Einšteina vispārējā relativitātes teorijā. Šī ir pirmā reize, kad novērota novirze no Ņūtona vienkāršākās gravitācijas teorijas, kad zvaigzne pārvietojas ap supermassīvo melno caurumu.
Simulācija rāda zvaigznes orbītas, kas atrodas tuvu melnajam caurumam, kas atrodas Piena ceļa centrā. Zvaigzne S2 pāriet ik pēc 16 gadiem melnajā caurumā. Pēdējā reize, kad konverģence tika konstatēta 2018. gada maijā
Zinātnieki izmantoja SINFONI, lai izmērītu S2 ātrumu virzienā no Zemes un GRAVITY ierīces, lai veiktu ļoti precīzus zvaigžņu atrašanās vietas aprēķinus, lai noteiktu tās orbītas formu. GRAVITY rada asu attēlu, kas ļauj sekot zvaigžņu kustībai 26 000 gaismas gadu attālumā.
Pirmie S2 novērojumi, kas veikti pirms 2 gadiem, parādīja, ka pētnieki ieguva perfektu laboratoriju melnā cauruma formā. Tuvumā, pat melnajā caurumā bija iespējams noteikt vāju mirdzumu, kas palīdzēja cieši sekot zvaigznei orbītā. Ir pagājuši vairāk nekā 100 gadi, un Einšteins joprojām spēj pierādīt savu lietu.
Pirmais veiksmīgais Einšteina teorijas pārbaudījums pie melnā cauruma
Saules sistēmā ir iespējams pārbaudīt fizikas likumus tagad un noteiktos apstākļos. Tāpēc ir svarīgi, lai astronomi saprastu, vai šie likumi paliek spēkā, kad gravitācijas lauki ir daudz spēcīgāki. Paredzams, ka turpmākajos pārskatos parādīsies vēl viens relativistisks efekts - neliela zvaigžņu orbīta rotācija (Schwarzschild precessija), jo S2 virzās prom no melnā cauruma.
Zvaigzne S2 veic ciešu pieeju melnajam caurumam Piena ceļa centrā
Zinātnieki ir veltījuši daudz laika, radot unikālus un spēcīgus instrumentus, kas nepieciešami, lai veiktu detalizētus mērījumus ļoti lielā teleskopā. Šodien iegūtie fakti ir aizraujošs brīnišķīgas partnerības rezultāts.
Zvaigznes orbītu simulācija ap melno caurumu Piena ceļa centrā
