Астрономите знаят от известно време, че е имало една звезда, която орбитира доста близо до черната дупка в центъра на нашата галактика. Астрономът Андреа Гез от UCLA казва, че способността да наблюдават тези две звезди в краткосрочно "танго" около черната дупка ще помогне на учения да измери ефекта от кривината на пространството и времето и те трябва да могат да определят дали Алберт Айнщайн е бил прав прогнозата му за това как черните дупки могат да изкривят пространството и времето.
„Изключително съм доволен да открия две звезди, които обикалят около свръхмасивната черна дупка на нашата галактика за много по-малко от човешкия живот“, каза Гез. „Именно тангото на [тези звезди] ще разкрие истинската геометрия на пространството и времето близо до черна дупка за първи път. Това измерване не може да се извърши само с една звезда. "
Има близо 3000 звезди, които орбитират донякъде близо до черната дупка и повечето от тях имат орбити от 60 и повече години.
По-известната отблизо звезда S0-2 обикаля около черната дупка на всеки 15,5 години. И сега новооткритата звезда, наречена S0-102, обикаля около черната дупка в пламтящи 11,5 години, най-късата известна орбита от всяка звезда в близост до тази черна дупка.
Реконструкция на орбитите на две звезди - S0-2 и S0-102 - близо до черната дупка в центъра на Млечния път. (Орбитите на други звезди също са изобразени с по-бледи линии.) Фонът е истинско инфрачервено изображение с висока разделителна способност на региона. Кредит: Andrea Ghez et al./UCLA/Keck
По същия начин, по който планетите обикалят около Слънцето, S0-102 и S0-2 са в елиптична орбита около централната черна дупка. Гез каза, че планетарното движение в нашата Слънчева система е върховният тест за гравитационната теория на Нютон преди 300 години, а сега движението на S0-102 и S0-2 ще бъде последното изпитание за теорията на общата относителност на Айнщайн, която описва гравитацията като следствие от кривината на пространството и времето.
„Вълнуващото нещо при гледането на звезди да преминат през пълната си орбита е не само, че можете да докажете, че съществува черна дупка, но имате първата възможност да тествате фундаментална физика, като използвате движенията на тези звезди“, каза Гез. "Показването, че се върти в елипса, осигурява масата на свръхмасивната черна дупка, но ако успеем да подобрим точността на измерванията, можем да видим отклонения от перфектната елипса - което е признакът на общата относителност."
Когато звездите стигнат до най-близкия си подход, движението им ще бъде повлияно от кривината на космическото време и светлината, пътуваща от звездите към нас, ще се изкриви, каза Гез.
S0-2, който е 15 пъти по-ярък от S0-102, ще премине през най-близкия си подход към черната дупка през 2018 г. S0-102 прави най-близкия си подход през 2021 г., така че екипът ще следи тези звезди, докато те станете досадно затворени, но не достатъчно близки, за да се всмукате, каза Гез.
Гез и нейните колеги наблюдават S0-2 от 1995 г. През 2000 г. тя и нейният екип съобщават - за първи път - че астрономите са виждали звезди да се ускоряват около свръхмасивната черна дупка. Проучването им показа, че три звезди са се ускорили с повече от 250 000 мили на час, докато обикалят около черната дупка. Скоростта на S0-102 и S0-2 също трябва да се ускори с повече от 250 000 мили / ч при най-близкия им подход, каза Ghez.
„Фактът, че можем да намерим звезди, които са толкова близо до черната дупка, е феноменален“, каза Гез. „Сега това е съвсем нова топка, по отношение на видовете експерименти, които можем да направим, за да разберем как растат черни дупки с течение на времето, ролята на свръхмасивните черни дупки в центъра на галактиките и дали теорията на Айнщайн за обща относителност е валидна близо до черна дупка, където тази теория никога не е била тествана досега. Вълнуващо е сега да имате средства за отваряне на този прозорец. "
Изследването е направено с помощта на телескопите Keck. Документът на екипа беше публикуван на 5 октомври в списание Science.
Източник: UCLA
Надпис от водещо изображение: Телескопите Keck I и Keck II се фокусират върху две звезди, обикалящи около орбитата на Млечния път. Кредитна снимка за снимка: Телескоп Дан Бирчал / Субару на Мауна Кеа, Хавай. Overlay създаден от професор Андреа Гез и нейния изследователски екип в UCLA и е от набори от данни, получени с телескопите W. M. Keck.
