Fekete lyuk körül mozgó csillag bizonyítja Einstein igazát - VIDEÓVAL
Az ESO Nagyon Nagy Távcsövével (VLT) végzett megfigyelések első alkalommal fedték fel, hogy egy, a Tejútrendszer központjában lévő, szupernagy tömegű fekete lyuk körül keringő csillag éppen úgy mozog, ahogy azt Einstein általános relativitáselmélete előre jelzi. Keringési pályája rózsa formájú, nem pedig ellipszis, ahogy azt Newton gravitációs elmélete jósolta. Ezt a régóta várt eredményt az elmúlt közel 30 év egyre pontosabb mérései tették lehetővé, amelyeknek köszönhetően a kutatók megfejthetik a galaxisunk szívében rejtőző óriás titkait.
Einstein általános relativitáselmélete szerint két, egymás körül keringő égitest kötött pályája nem zárt, ahogy a newtoni gravitációs elmélet mondja, hanem a mozgás síkjában elfordul. Ez a híres hatás – amit először a Merkúr bolygó Nap körüli pályájánál láttunk – volt az első bizonyíték az általános relativitáselmélet mellett. Most, száz évvel később észleltük ugyanezt a jelenséget egy kompakt rádióforrás, a Sagittarius A* körül keringő csillagnál, a Tejútrendszer központjában.
– mondja Reinhard Genzel, a garchingi (Németország) Max Planck Űrfizikai Intézet (MPE) igazgatója, valamint annak a 30 éves programnak a tervezője, amely ehhez az eredményhez vezetett.
Az S2 jelű csillag a fekete lyukhoz közeli elhaladásakor a fénysebesség majdnem 3 százalékával száguld, így 16 év alatt kerüli meg azt.
– mondja Stefan Gillessen, az MPE munkatársa, aki az Astronomy & Astrophysics lapban közzétett elemzését vezette.
A csillagok és bolygók többségének nem kör alakú a pályája, így közelebb majd távolabb kerülnek az égitesttől, amely körül keringenek.
Az S2 pályája precesszál, ami azt jelenti, hogy pályájának a szupernagy tömegű fekete lyukhoz eső legközelebbi pontja minden fordulóban változik, a következő pálya az előzőhöz képest elmozdul, így rózsa formát képez.Az általános relativitáselmélet pontosan előre jelzi, mennyiben változik a pályája, és a kutatás legutóbbi mérései igazolják az elméletet. A Schwarzschild-precesszióként ismert hatást még sosem mérték meg egy szupernagy tömegű fekete lyuk körül keringő csillag esetében.
Az ESO VLT műszerével végzett mérések abban is segítenek a kutatóknak, hogy többet tudjanak meg a galaxisunk központjában található szupernagy tömegű fekete lyuk környezetéről.
– mondják a projekt francia vezető kutatói, Guy Perrin és Karine Perraut.
Ez az eredmény az S2 jelű csillag 27 éves megfigyelésének csúcspontja, amely nagyrészt az ESO chilei Atacama-sivatagban található VLT műszerflottájával történt. A csillag helyzetét és sebességét jelző adatpontok száma az új kutatás alaposságát és pontosságát igazolja: a kutatócsoport összesen több mint 330 mérést végzett a GRAVITY, a SINFONI és a NACO műszerekkel. Mivel az S2-nek évekbe telik megkerülni a szupernagy tömegű fekete lyukat, alapvető fontosságú volt a csillag három évtizeden át történő nyomon követése, hogy kiderüljön, milyen jellegzetességekkel bír az orbitális mozgása.
A kutatást az MPE munkatársa, Frank Eisenhauer vezetésével egy nemzetközi kutatócsoport végezte, amelyben közreműködtek francia, portugál, német és az ESO küldötte kutatók is. A GRAVITY együttműködésnek keresztelt kutatócsoport a VLT interferométere számára fejlesztett műszerről kapta a nevét, amely a VLT négy darab, 8 méteres távcsövét egyesíti egy szupertávcsőben (amelynek felbontása így egy 130 méter átmérőjű távcsőével egyezik meg).
Ugyanez a kutatócsoport jelentette be 2018-ban az általános relativitáselmélet egy másik igazolását: a kutatók tanúi voltak, ahogy az S2 fényének hullámhossza megnyúlt, amikor megközelítette a Sagittarius A*-ot.
– mondja Paulo Garcia, a portugáliai Asztrofizikai és Gravitációs Központ kutatója, a GRAVITY projekt egyik vezető kutatója.
Az ESO készülő Rendkívül Nagy Távcsövével a kutatók talán olyan csillagokat is észlelhetnek, amelyek sokkal halványabbak, és még közelebb keringenek a szupernagy tömegű fekete lyukhoz.
– mondja Andreas Eckart, a Kölni Egyetem munkatársa, a projekt másik vezető kutatója. Ez azt jelentené, hogy a csillagászok a Sagittarius A* mindkét jellemzőjét, a forgását és a tömegét is megmérhetnék, amely meghatározza a körülötte lévő teret és időt.
- mondja Eckart.
