Osamělá hvězda zvaná S2 obíhající kolem supermasivní černé díry ve středu naší galaxie prokázala předpověď obecné relativity v nejextrémnějším prostředí, ve kterém ji můžeme testovat.
Když astronomové shromáždili desítky pozorování, ukázali, že oběžná dráha S2 není elipsa s pevnou polohou; orbita se spíše pohybuje jako spirografický vzor – fenomén známý jako Schwarzschildova precese.
Toto je poprvé, co byla kolem supermasivní černé díry detekována Schwarzschildova precese, což dokazuje, že přetrvává, i když pozorujeme oběžné dráhy hvězd v nejgravitivně extrémnějších prostředích.
Kromě toho lze k přesné předpovědi orbitálních změn použít obecné rovnice relativity – a tyto výpočty se přesně shodují s pozorováním S2.
„Einsteinova obecná teorie relativity předpovídá, že vázané oběžné dráhy jednoho objektu kolem druhého nejsou uzavřené, jako v newtonovské gravitaci, ale precese vpřed v pohybové rovině,“ vysvětlil astrofyzik Reinhard Hansel z Max Planck Institute for Alien Physics (MPE) v Německu.
„Tento slavný efekt – poprvé viděný na oběžné dráze planety Merkur kolem Slunce – byl prvním důkazem obecné relativity. O sto let později jsme objevili stejný účinek, když se hvězda obíhající kolem Střelce Černá díra ve středu Mléčné dráhy pohybuje.
S2 obíhá kolem Střelce A na dlouhé eliptické oběžné dráze každých 16 let. Při nejbližším přiblížení neboli periastronu je to 17 světelných hodin od černé díry nebo něco přes čtyřnásobek vzdálenosti od Slunce k Neptunu.
Může to znít daleko, ale když máte co do činění s něčím tak masivním, jako je Střelec A, je to překvapivě blízko a gravitační dopad černé díry zrychluje hvězdu na téměř 3 procenta rychlosti světla, když se otáčí. Je to jedna z nejbližších hvězd ke galaktickému středu.
„Protože měření S2 tak dobře sledují obecnou relativitu, můžeme stanovit přísná omezení toho, kolik neviditelného materiálu, jako je distribuovaná temná hmota nebo případně menší černé díry, je přítomno kolem Střelce A,“ uvedli astrofyzici Guy Perrin a Karin Perrault z pařížské observatoře – Place de Meudon a observatoře v Grenoblu ve Francii.
„To je velmi zajímavé pro pochopení vzniku a vývoje supermasivních černých děr.“
Studie byla publikována v Astronomy and Astrophysics.
