A galaxisunk közepén egy szupermasszív fekete lyuk körül keringő S2 magányos csillag megmutatta az általános relativitáselmélet előrejelzését a legszélsőségesebb környezetben, amelyben tesztelhetjük.
Tucatnyi megfigyelést összesítve a csillagászok kimutatták, hogy S2 pályája nem fix ellipszis; inkább a pálya spirográf mintaként mozog – ez a jelenség Schwarzschild precesszió néven ismert.
Ez az első alkalom, hogy egy szupermasszív fekete lyuk körül detektálnak egy Schwarzschild-precessziót, amely azt bizonyítja, hogy akkor is fennáll, ha a csillagok keringését a gravitációs szempontból legszélsőségesebb körülmények között is megfigyeljük.
Ezen túlmenően az általános relativitásegyenletek felhasználhatók az orbitális változások pontos előrejelzésére – és ezek a számítások pontosan megegyeznek az S2 megfigyelésekkel.
“Einstein általános relativitáselmélete azt jósolja, hogy az egyik tárgy kötött pályája a másik körül nincs lezárva, mint a newtoni gravitációban, hanem előre halad előre a mozgás síkjában” – magyarázta Reinhard Hansel asztrofizikus, a németországi Max Planck Idegen Fizikai Intézet (MPE) munkatársa.
Ez a híres hatás – amelyet először a Merkúr bolygó Nap körüli pályáján láthattunk – volt az első bizonyíték az általános relativitáselmélet mellett. Száz évvel később ugyanezt a hatást fedeztük fel, amikor a Nyilas körül keringő csillag elmozdul. A Tejút közepén egy fekete lyuk mozog.
S2 16 évente egy hosszú elliptikus pályán kering a Nyilas A pályán. A legközelebbi megközelítésnél, vagyis a periasztronnál, 17 fényóra van a fekete lyuktól, vagy alig több mint négyszerese a Naptól a Neptunuszig.
Lehet, hogy messze hangzik, de amikor olyan hatalmas dologgal foglalkozol, mint a Nyilas A, akkor meglepően közel van, és a fekete lyuk gravitációs hatása a csillag sebességének közel 3 százalékára gyorsítja a forgást. Az egyik legközelebb álló csillag a galaktikus centrumhoz.
“Mivel az S2 mérések olyan jól követik az általános relativitáselméletet, szigorú korlátokat szabhatunk meg, hogy mennyi láthatatlan anyag, például elosztott sötét anyag vagy esetleg kisebb fekete lyuk van jelen a Nyilas A körül” – mondta Guy Perrin és Karin asztrofizikusok Perrault a párizsi csillagvizsgálótól – a Place de Meudon és a franciaországi Grenoble obszervatóriumtól.
“Ez nagyon érdekes a szupermasszív fekete lyukak kialakulásának és evolúciójának megértéséhez.”
A tanulmány az Asztronómia és asztrofizika című folyóiratban jelent meg.
