Yksinäinen tähti nimeltä S2, joka kiertää galaksi keskellä olevaa supermassiivista mustaa aukkoa, on osoittanut yleisen suhteellisuusteorian ennustuksen äärimmäisimmässä ympäristössä, jossa voimme testata sitä.
Tähtitieteilijät ovat koonneet kymmeniä havaintoja, että S2 ei ole ellipsi, jolla on kiinteä sijainti; pikemminkin kiertorata liikkuu kuin spirografikuvio – ilmiö tunnetaan Schwarzschildin precessiona.
Tämä on ensimmäinen kerta, kun supermassiivisen mustan aukon ympärillä on havaittu Schwarzschild-prekessio, mikä osoittaa, että se jatkuu, vaikka havaitsemme tähtien kiertoradat kaikkein painovoimattomimmissa ympäristöissä.
Lisäksi yleisiä suhteellisuustehtäviä voidaan käyttää ennustamaan tarkasti kiertoradan muutokset – ja nämä laskelmat vastaavat tarkasti S2-havaintoja.
“Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ennustaa, että yhden kohteen sidotut kiertoradat toisen ympärillä eivät ole suljettuja, kuten Newtonin painovoimassa, vaan etenevät eteenpäin liikkeessä”, selitti astrofyysikko Reinhard Hansel Saksan Max Planckin ulkomaalaisfysiikan instituutista (MPE).
'Tämä kuuluisa vaikutus – joka nähtiin ensimmäisen kerran Merkuruksen planeetan kiertoradalla Auringon ympäri – oli ensimmäinen todiste yleisestä suhteellisuudesta. Sata vuotta myöhemmin havaitsimme saman vaikutuksen, kun Linnunradan keskellä oleva Jousimiehen kiertävä tähti liikkuu.
S2 kiertää Jousimies A: ta pitkällä elliptisellä kiertoradalla 16 vuoden välein. Lähimmällä lähestymistavallaan, eli periastronilla, se on 17 valotuntia mustasta aukosta, tai hieman yli neljä kertaa etäisyys Auringosta Neptunukseen.
Se saattaa kuulostaa kaukana, mutta kun olet tekemisissä jotain niin massiivista kuin Jousimies A, se on yllättävän lähellä, ja mustan aukon painovoima kiihdyttää tähtiä lähes 3 prosenttiin valon nopeudesta pyörimisen aikana. Se on yksi galaktisen keskuksen lähimmistä tähdistä.
'' Koska S2-mittaukset seuraavat niin hyvin yleistä suhteellisuusteoriaa, voimme asettaa tiukat rajat sille, kuinka paljon näkymättömiä materiaaleja, kuten jakautunutta pimeää ainetta tai mahdollisesti pienempiä mustia aukkoja, on Jousimies A: n ympäristössä '', astrofyysikot Guy Perrin ja Karin totesivat. Perrault Pariisin observatoriosta – Place de Meudon ja Grenoblen observatorio Ranskasta.
“Tämä on erittäin kiinnostavaa ymmärtää supermassiivisten mustien aukkojen muodostumista ja evoluutiota.”
Tutkimus julkaistiin julkaisussa Astronomy and Astrophysics.
