Звезда, наречена S2 и обикаляща около свръхмасивната черна дупка в центъра на нашата галактика потвърди идея от общата относителност в най-екстремната възможна среда.

Обединявайки десетилетни наблюдения, астрономите доказаха, че орбитата на S2 не е фиксирана елипса. Орбитата се променя, подобно на рисунка със спирограф, явление познато като прецесия на Шварцшилд.

За пръв път учените засичат прецесия на Шварцшилд около свръхмасивна черна дупка, демонстрирайки, че тя остава факт дори при звезди, намиращи се в най-екстремните в гравитационно отношение региони от космоса.

В допълнение, уравнението на общата относителност може да се използва за прецизно предсказване на орбитални промени – а тези изчисления съвпадат напълно с наблюденията над S2.

Известният ефект, наблюдаван първо в орбитата на планетата Меркурий около слънцето – бил първото доказателство в подкрепа на общата относителност. 100 години по-късно, засичаме същия ефект в движението на звезда, обикаляща около компактният радио източник Стрелец А в център на Млечния път.

S2 обикаля около Стрелец А и следва издължена, елиптична орбита на всеки 16 години.  В най-близката си точка звездата се приближава на 17 светлинни години от черната дупка или малко повече от 4 пъти  разстоянието между слънцето и Нептун.

Това може и да не звучи толкова далеч, но когато си имате работа с нещо толкова масивно като Стрелец А, разстоянието е удивително близко, а гравитационното ускорение от черната дупка, увеличава скоростта на звездата до близо 3% от скоростта на светлината.  Това е една от най-близко орбитиращите звезди в галактическият център.

Наблюдаваното родео на S2 съвсем не е първото. Астрономите следят отблизо звездата от 90-те години насам. През 2018 бе обявено, че начинът на разпъване на светлината на звездата с приближаването и до Стрелец А е потвърждение на ефекта, предсказан от общата относителност.  На следващата година още един екип потвърди наблюденията.

За да бъде изчислена прецесията на S2, е нужна точната маса на Стрелец А. Засега доказателствата сочат, че тази маса е около 4 милиона пъти по-голяма от масата на слънцето. За да пасне на наблюдаваната орбита, уравнението на относителността също изисква маса около 4 милиона пъти по-голяма от тази на слънцето.

Това пък е още едно потвърждение на масата на Стрелец А, което позволява на астрономите да изследват космическото пространство около него.  Например, ако друг масивен обект, като черна дупка със средна маса се намира наблизо, той ще повлияе на орбитата. Фактът, че такива орбитални влияния не са открити означава, че можем да определим какво се намира в галактическия център.

Тъй като наблюденията на S2 следват общата относителност толкова добре, можем да зададем строги граници на невидимите материали – разпределението на тъмната материя и възможни по-малки черни дупки в района около Стрелец А.

Цялата тази информация ще ни позволи да разберем по-добре еволюцията на свръхмасивните черни дупки.

Източник: sciencealert.com