Osamelá hviezda s názvom S2 obiehajúca okolo supermasívnej čiernej diery v strede našej galaxie preukázala predpoveď všeobecnej relativity v najextrémnejšom prostredí, v ktorom ju môžeme vyskúšať.
Keď astronómovia zhromaždili desiatky pozorovaní, ukázali, že obežná dráha S2 nie je pevná elipsa; skôr sa obežná dráha pohybuje ako spirografický vzor – fenomén známy ako Schwarzschildova precesia.
Je to vôbec prvýkrát, čo bola okolo supermasívnej čiernej diery zistená Schwarzschildova precesia, ktorá demonštruje, že pretrváva, aj keď pozorujeme obežné dráhy hviezd v najgravitívnejšie extrémnych prostrediach.
Na presnú predikciu orbitálnych zmien možno navyše použiť všeobecné rovnice relativity – a tieto výpočty sa presne zhodujú s pozorovaniami S2.
„Einsteinova všeobecná teória relativity predpovedá, že viazané obežné dráhy jedného objektu okolo druhého nie sú uzavreté, ako v newtonovskej gravitácii, ale precesujú dopredu v rovine pohybu,“ vysvetlil astrofyzik Reinhard Hansel z Max Planck Institute for Alien Physics (MPE) v Nemecku.
„Tento slávny efekt, ktorý sa prvýkrát vyskytol na obežnej dráhe planéty Merkúr okolo Slnka, bol prvým dôkazom všeobecnej relativity. O sto rokov neskôr sme rovnaký efekt objavili, keď sa hviezda obiehajúca okolo Strelca Čierna diera v strede Mliečnej dráhy pohybuje.
S2 obieha okolo Strelca A na dlhej eliptickej obežnej dráhe každých 16 rokov. Pri jeho najbližšom priblížení, teda periastronu, je to 17 svetelných hodín od čiernej diery alebo niečo viac ako štvornásobok vzdialenosti od Slnka po Neptún.
Môže to znieť ďaleko, ale keď máte do činenia s niečím tak masívnym ako Strelec A, je to prekvapivo blízko a gravitačný dopad čiernej diery zrýchľuje hviezdu takmer na 3 percentá rýchlosti svetla, keď sa otáča. Je to jedna z najbližších hviezd ku galaktickému stredu.
„Pretože merania S2 tak dobre sledujú všeobecnú teóriu relativity, môžeme stanoviť prísne limity na to, koľko neviditeľného materiálu, ako je distribuovaná tmavá hmota alebo možno menšie čierne diery, je prítomný v okolí Strelca A,“ uviedli astrofyzici Guy Perrin a Karin Perrault z Parížskeho observatória – Place de Meudon a observatória v Grenobli vo Francúzsku.
„Je to veľmi zaujímavé pre pochopenie vzniku a vývoja supermasívnych čiernych dier.“
Štúdia bola publikovaná v časopise Astronomy and Astrophysics.
