Астрономи вже деякий час знають, що в центрі нашої галактики орбітала одна зірка, яка орбітала досить близько до чорної діри. Астроном Андреа Гез з UCLA каже, що здатність спостерігати за цими двома зірками у короткому періоді «танго» навколо чорної діри допоможе вченому виміряти ефекти кривизни простору та часу, і вони повинні мати можливість визначити, чи був прав Альберт Ейнштейн його передбачення того, як чорні діри можуть перекосити простір і час.
"Мені надзвичайно приємно виявити дві зірки, які обходять навколо супермасивної чорної діри нашої галактики набагато менше, ніж за життя людини", - сказав Гез. «Саме танго [цих зірок] вперше розкриє справжню геометрію простору та часу біля чорної діри. Це вимірювання не може бути виконано лише однією зіркою. "
Є майже 3000 зірок, які орбітують дещо близько до чорної діри, і більшість з них мають орбіти 60 років і довше.
Відома раніше зірка, S0-2, обертається навколо чорної діри кожні 15,5 років. І ось нещодавно знайдена зірка, яка називається S0-102, обертається навколо чорної діри за палаючі 11,5 років, найкоротшу відому орбіту будь-якої зірки біля цієї чорної діри.
Реконструкція орбіт двох зірок - S0-2 та S0-102 - біля чорної діри в центрі Чумацького Шляху. (Інші орбіти зірок також зображені слабкішими лініями.) Фон - це справжнє інфрачервоне зображення області з високою роздільною здатністю. Кредит: Андреа Гез та ін. /UCLA/Keck
Таким же чином, як планети кружляють навколо Сонця, S0-102 і S0-2 розташовані на еліптичній орбіті навколо центральної чорної діри. Гез сказав, що рух планети в нашій Сонячній системі був остаточним випробуванням для гравітаційної теорії Ньютона 300 років тому, і тепер рух S0-102 і S0-2 стане остаточним випробуванням для теорії загальної відносності Ейнштейна, яка описує гравітацію як наслідок викривлення простору і часу.
"Захоплююча річ про те, як зірки проходять повну орбіту, полягає не лише в тому, що ви можете довести, що існує чорна діра, але у вас є перша можливість випробувати фундаментальну фізику за допомогою рухів цих зірок", - сказав Гез. "Показавши, що він крутиться в еліпсі, забезпечує масу надмасивної чорної діри, але якщо ми можемо підвищити точність вимірювань, ми можемо побачити відхилення від ідеального еліпса - що є ознакою загальної відносності".
Коли зірки підійдуть до свого найближчого наближення, на їх рух буде впливати викривлення простору часу, і світло, що рухається від зірок до нас, буде спотворене, сказав Гез.
S0-2, який у 15 разів яскравіший за S0-102, пройде через найближчий підхід до чорної діри у 2018 році. S0-102 здійснює найближчий підхід у 2021 році, тому команда буде стежити за цими зірками, як вони заплутатися близько, але недостатньо близько, щоб засмоктатися, сказав Гез.
Гез та її колеги спостерігали за S0-2 з 1995 року. У 2000 році вона та її команда вперше повідомили, що астрономи бачили, як зірки прискорюються навколо надмасивної чорної діри. Їх дослідження показали, що три зірки прискорювались більше ніж на 250 000 миль на год, коли вони обходили навколо чорної діри. Швидкість S0-102 і S0-2 також повинна прискорити більш ніж на 250 000 миль / год при їх найближчому наближенні, сказав Гез.
"Те, що ми можемо знайти зірки, які знаходяться так близько до чорної діри, є феноменальним", - сказав Гез. "Тепер це зовсім нова кульова гра, з точки зору видів експериментів, які ми можемо зробити, щоб зрозуміти, як чорні діри зростають з часом, роль супермасивних чорних дір відіграє в центрі галактик і чи справедлива теорія Ейнштейна про загальну відносність поблизу чорна діра, де ця теорія ніколи раніше не перевірялася. Зараз цікаво мати засоби для відкриття цього вікна. "
Дослідження проводили за допомогою телескопів Keck. Документ команди був опублікований 5 жовтня у журналі Science.
Джерело: UCLA
Заголовок зображення: Телескопи Keck I та Keck II фокусуються на двох зірках, що обходять навколо чорної діри Чумацького Шляху. Кредитна фотографія: Телескоп Ден Бірчалл / Субару на Мауна-Кеа, Гаваї. Накладка, створена професором Андреа Гез та її дослідницькою командою в УКЛА, складається з наборів даних, отриманих за допомогою телескопів В. М. Кека.
