Teadlased on esimest korda jälginud tähesõiduvõistlust Linnutee keskmes asuvast supermassiivsest mustast aukust, kontrollides, kas selle liikumine näitas üldrelatiivsuse mõjusid, nagu ennustas Albert Einstein.
Linnutee tähed tiirlevad suurejoonelise musta auku nimega Ambur A *, mis on Maast vaadates üldiselt vaikne, välja arvatud juhusliku objekti, mis venitatakse liiga lähedale, laiali rebimiseks. Musta augu mass on 4 miljonit korda suurem kui päike ja sellel on meie galaktika tugevaim gravitatsiooniväli, muutes selle - ja väikese kiirusel ringi tiirlevate tähtede rühma - täiuslikuks pinnaseks Einsteini teooria ennustatud äärmuslikele mõjudele üldrelatiivsus.
Juba 26 aastat on teadlased jälginud Linnutee keskust, kasutades selleks Euroopa lõunavaatluskeskuse (ESO) vahendeid. "Galaktika keskus oli meie gravitatsiooni testimise labor," ütles Pariisi observatooriumi astrofüüsik ja uue uuringu kaasautor Odele Straub ESO uudistekonverentsil 26. juulil. [Einsteini relatiivsusteooria selgitatud (infograafiline)]
Astronoomid on kasutanud uusi infrapunavaatlusi instrumentidest GRAVITY, SINFONI ja NACO ESO Tšiilis asuval väga suurel teleskoobil, et jälgida tähte, mida tuntakse S2 all, mis on osa kiiresti liikuvate tähtede grupist, mis tiirleb ülikergelt musta augu ümber ja asub 26 000 valgust -aastad Maalt.
2018. aasta mais olid need astronoomid tunnistajaks S2 läbimisele selle musta augu lähedal. Sel ajal liikus S2 ülikiirelt - 15,5 miljonit miili tunnis (25 miljonit km / h). Võrreldes GRAVITY ja SINFONI tehtud positsiooni ja kiiruse mõõtmisi ning varasemaid S2 mõõtmisi, leidis meeskond, et tähelt väändunud valgus oli kooskõlas ennustustega, mis põhinevad üldrelatiivsusteooria kirjeldusel, kuidas gravitatsioon paindub ruumi-aja jooksul.
S2 mõõtmised näitavad selgelt punanihkena tuntud efekti, ütlesid ESO ametnikud oma avalduses.
"Redshift räägib meile, kuidas gravitatsioon mõjutab footoneid, kui nad rändavad läbi universumi," rääkis Andrea Mia Ghez, Los Angelese California ülikooli füüsika ja astronoomia osakonna astronoom ja professor, kes ei olnud selle uurimistööga seotud., rääkis Space.com.
Supermassiivse musta augu gravitatsiooniväli venitas valgust S2 lahkuvat valgust ja valguse lainepikkuse muutus S2-st vastab sellele, mida ennustuse kohaselt ennustab Einsteini teooria.
Uued mõõtmised ja tulemused ei ole nõus sellega, mida ennustaks lihtsam Newtoni gravitatsiooniteooria, ütlesid teadlased pressikonverentsil. Max Planki Maavälise Füüsika Instituudi vanempersonaliteadlane, GRAVITY ja SINFONI spektrograafi juhtivteadur näitas erksat graafikut, tuues esile erinevused ESO pressikonverentsil - lugedes "Einstein 1: 0 Newtoni" - kutsudes esile cheers publik.
See on esimene kord, kui sellist hälvet Newtoni gravitatsiooniteooriast täheldatakse tähes supermassiivse musta augu ümber, ütlesid teadlased avalduses, ehkki see oli teine kord, kui nad vaatasid S2 musta augu ümber; nad on jälginud süsteemi enam kui kaks aastakümmet. Viimati, kui see möödus, 16 aastat tagasi, polnud mõõtmiste eraldusvõime piisavalt hea relatiivsusteooria efektide saamiseks.
Inimestena Maal kukume, kukume asju maha ja me ei hõlju planeedilt kosmosesse; igapäevasest vaatenurgast mõistame gravitatsiooni üsna hästi. Füüsika erinevatest seadustest on "gravitatsiooni kõige vähem testitud, ehkki [see] on see, mida me mõistame inimkonna olemasolust kõige paremini", ütles Ghez. See uus uurimistöö aitab tugevdada meie arusaama raskusjõust laiemalt.
"Selle seaduse õigeks saamine on ülitähtis," ütles Ghez. Ta lisas, et isegi kui teil pole seda õiget või kui töötate gravitatsiooni ebaõige mõistmisega - isegi väikeses mastaabis -, võivad need vead olla kogunenud suuremas mahus.
See töö näitab, kuidas gravitatsioon toimib supermassiivse musta augu lähedal, parandades seeläbi teadlaste arusaamist jõust ja selle mõjudest, ütlesid teadlased. "Siin päikesesüsteemis saame füüsika seadusi katsetada ainult nüüd ja teatud tingimustel," ütles avalduses ESO süsteemitehnika osakonna juhataja ja uue uuringu kaasautor Françoise Delplancke. "Seega on astronoomias väga oluline kontrollida ka seda, kas need seadused kehtivad ka siis, kui gravitatsiooniväljad on palju tugevamad."
Astronoomid jätkavad S2 vaatlemist ja uurimist ning loodavad peagi näidata üldrelatiivsuse mõju tähe orbiidi väikesele pöörlemisele, kui see kaugeneb supermassiivsest mustast august, ütlesid teadlased.
Uue uurimistöö tulemused avaldati täna veebis (26. juuli) ajakirjas Astronomy & Astrophysics.
