Коливання зірок у центрі Чумацького Шляху довели вірність Теорії відносності
Зорепляска підтвердила правоту Ейнштейна
Зірки, що обертаються довкола центру нашої галактики, вперше підтвердили правильність Загальної теорії відносності. Довести це вдалося завдяки багаторічним спостереженням за ними.
Спостерігаючи за зірками, що швидко рухаються поблизу центру галактики Чумацький Шлях, астрономи змогли отримати ще один наглядовий прояв Загальної теорії відносності, запропонованої Ейнштейном століття тому.
Згідно з сучасними даними, у центрі нашої галактики Чумацький Шлях, який знаходиться в 26 тис. світлових років від Сонця, є надмасивна чорна діра масою 4 млн мас Сонця.
До появи Загальної теорії відносності в описах руху космічних тіл астрономи покладалися на закони ньютонівської механіки. Однак ОТО, запропонована в 1915 Альбертом Ейнштейном, постулювала, що природа гравітації більш складна
і на рух астрофізичних об'єктів впливає кривизна простору-часу.
Викривлення це викликають різні об'єкти, що тяжіють, такі як зірки, планети і чорні дірки, подібно до того, як важка куля, поміщена в центр батута, викривляє під собою його поверхню. Одним із передбачень ОТО стало твердження, що перигелії всіх планетних орбіт мають прецесувати. І спостерігається прецесія перигелія Меркурія стала першим доказом вірності Теорії відносності, що спостерігається.
Тепер же, через століття після історії з Меркурієм, астрономи Європейської південної обсерваторії зуміли показати, що подібні релятивістські ефекти впливають на рух тіл на значно більших масштабах — поблизу центру нашої галактики.
Протягом двадцяти років, використовуючи телескоп VLT (Very Large Telescope) Європейської південної обсерваторії у Чилі, астрономи відстежували рухи.трьох зірок поблизу Стрільця A* — компактного радіоджерела, яке асоціюється із надмасивною чорною діркою в центрі галактики.
Аналіз цих рухів показав, що орбіта однієї із цих зірок – S2 – не описується рівняннями ньютонівської механіки.
Відхилення зірки від "ньютонівської" орбіти виявилися ледь помітними - параметри орбіти відхилилися лише на кілька відсотків.
«Галактичний центр справді є найкращою лабораторією для вивчення зірок у релятивістському оточенні. Я був вражений тим, як нам вдалося застосувати розроблені нами методи до високоточних даних для зірок, які швидко обертаються навколо надмасивної чорної діри», — сказав Марціх Парса, студент, який брав участь у роботі.
За словами вчених, спостереження релятивістського ефекту на таких великих масштабах — важливе досягнення, проте вони називають свої результати попередніми. Це пов'язано з нестачею якісних спостережних даних цього регіону у минулому та з віддаленістю від Землі об'єкта спостережень. «Щоб перевірити, чи є тут порушення Загальної теорії відносності, нам треба значно більше відношення сигнал/шум», — пояснив астрофізик.
Підтвердити раніше зроблені висновки вчені мають намір шляхом додаткових спостережень уже у 2018 році,
коли зірка S2 знову підійде до чорної дірки на мінімально можливу відстань.
Якщо висновки підтвердяться, це стане першим доказом релятивістських ефектів на прикладі зірок, що рухаються в гравітаційному полі надмасивної чорної діри. Провести більш точні вимірювання дозволить встановлений на телескопі VLT новий прилад GRAVITY, який розпочав роботу у 2016 році.