Vědci poprvé sledovali hvězdnou rasu kolem supermasivní černé díry v srdci Mléčné dráhy a ověřovali, že její pohyb ukázal účinky obecné relativity, jak předpovídal Albert Einstein.
Hvězdy Mléčné dráhy obíhají gargantuanovou černou díru zvanou Střelec A *, která je obecně klidná při pohledu ze Země, s výjimkou roztržení občasného objektu, který se pustí příliš blízko. Hmotnost černé díry je 4 miliónkrát větší než hmotnost Slunce a ukazuje nejsilnější gravitační pole naší galaxie, díky čemuž je - a malá skupina hvězd obíhajících vysokou rychlostí - perfektním důkazem pro extrémní účinky předpovídané Einsteinovou teorií obecná relativita.
26 let vědci pozorují centrum Mléčné dráhy pomocí nástrojů z Evropské jižní observatoře (ESO). "Galaktické centrum bylo naší laboratoří pro testování gravitace," uvedl na tiskové konferenci ESO 26. července Odele Straub, astrofyzik na pařížské observatoři a spoluautor nové studie. [Einsteinova teorie relativity vysvětlena (Infographic)]
Astronomové použili nová infračervená pozorování z přístrojů GRAVITY, SINFONI a NACO na velmi velkém dalekohledu ESO v Chile, aby sledovali hvězdu známou jako S2, která je součástí skupiny rychle se pohybujících hvězd obíhajících superhmotnou černou díru, umístěnou 26 000 světla. -roky ze Země.
V květnu 2018 byli tito astronomové svědky průchodu S2 velmi blízko k této černé díře. V té době se S2 pohyboval extrémně rychle - 25,5 km / h. Srovnáním měření polohy a rychlosti provedených GRAVITY a SINFONI a dřívějších měření S2 tým zjistil, že zdeformované světlo z hvězdy bylo v souladu s předpovědi založenými na obecném popisu relativity o tom, jak gravitace ohýbá časoprostor.
Měření S2 jasně ukazují účinek známý jako redshift, úředníci ESO uvedli v prohlášení.
„Redshift nám říká, jak gravitace ovlivňuje fotony, když cestují vesmírem,“ Andrea Mia Ghez, astronomka a profesorka na Katedře fyziky a astronomie na Kalifornské univerzitě v Los Angeles, která se tohoto výzkumu nezúčastnila., řekl Space.com.
Gravitační pole supermasivní černé díry protáhlo světlo opouštějící S2 a změna vlnové délky světla z S2 se podle prohlášení shoduje s tím, co předpovídá Einsteinova teorie.
Nová měření a výsledky nesouhlasí s tím, co by bylo předpovídáno jednodušší, newtonovskou teorií gravitace, uvedli vědci na tiskové konferenci. Frank Eisenhauer, vedoucí vědecký pracovník Institutu Maxe Planka pro mimozemskou fyziku a hlavní řešitel GRAVITY a spektrografu SINFONI, ukázal živý graf zdůrazňující tuto divergenci na tiskové konferenci ESO - četl „Einstein 1: 0 Newton“ - vyvolával radost z publikum.
Je to poprvé, kdy byla taková odchylka od newtonovské teorie gravitace pozorována u hvězdy kolem supermasivní černé díry, uvedli vědci v prohlášení, ačkoli to bylo podruhé, když pozorovali S2 kolem černé díry; sledovali systém více než dvě desetiletí. Naposledy, před 16 lety, rozlišení měření nebylo dost dobré na to, aby zachytilo účinky relativity.
Jako lidské bytosti na Zemi padáme, padáme věci a nevypláváme z planety do vesmíru; z každodenního pohledu rozumíme gravitaci docela dobře. Nicméně, z různých fyzikálních zákonů, „gravitace je nejméně testovaná, ačkoli [je] ta, kterou nejlépe chápeme z lidské existence,“ řekl Ghez. Tento nový výzkum pomáhá upevnit naše chápání gravitace ve větším měřítku.
"Dostat tento zákon do pořádku je velmi důležité," řekl Ghez. I když to nemáte pravdu, nebo pracujete s nesprávným chápáním gravitace - i v malém měřítku - tyto chyby se mohly nahromadit ve větším měřítku, dodala.
Tato práce ukazuje, jak gravitace působí v blízkosti supermasivní černé díry, čímž zlepšuje vědcům pochopení síly a jejích účinků, uvedli vědci. „Tady ve sluneční soustavě můžeme nyní testovat fyzikální zákony pouze za určitých okolností,“ uvedla ve svém prohlášení Françoise Delplancke, vedoucí oddělení technického inženýrství ESO a spoluautor nové studie. "V astronomii je tedy velmi důležité zkontrolovat, zda jsou tyto zákony stále platné tam, kde jsou gravitační pole mnohem silnější."
Astronomové budou i nadále pozorovat a studovat S2 a doufat, že brzy ukážou vliv relativity na malou rotaci orbity hvězdy, když se odchylí od supermasivní černé díry, uvedli vědci.
Výsledky nového výzkumu byly zveřejněny online dnes (26. července) v časopise Astronomy & Astrophysics.
