Наблюдения GRAVITY дополнительно подтвердили общую теорию относительности

Стрелец А* и его звездное скопление. Источник: оригинальная статья.

Европейская южная лаборатория ^[1] (European Southern Observatory, ESO) при помощи системы VLT ^[2] (Very Large Telescope, «Очень Большой Телескоп», ОБТ) впервые обнаружила эффекты, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна (ОТО), пронаблюдав за движением звезды, которая прошла через мощное гравитационное поле сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А* ^[3] в центре Млечного Пути.

Данные были получены в результате работы консорциума GRAVITY, образованного под руководством Института внеземной физики имени Макса Планка ^[4] (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, MPE), Германия, в сотрудничестве с Национальным центром научных исследований ^[5] (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS), Парижской обсерваторией ^[6] (PSL), Университетом Гренобль-Альп ^[7]и нескольким другими французскими институтами. Статью, суммировавшую в себе как итог 26 лет наблюдений при помощи телескопов ESO в Чили, консорциум опубликовал в журнале Astronomy and Astrophysics ^[8] 26 июля 2018 года.

Стрелец А* (Sagittarius A*, Sgr A*) находится в центре нашей галактики, в двадцати шести тысячах световых лет от Земли. Эта чёрная дыра, в четыре миллиона раз тяжелее Солнца, окружёна так называемыми «S-звёздами», которые разгоняются в поле её притяжения до безумных скоростей.

Общая теория относительности описывает воздействие крупных масс, и в частности, чёрных дыр, на движение звёзд; поэтому скопление Стрельца А* является превосходным полигоном для подтверждения гипотез ОТО.

Астрономы использовали три телескопа из VLT — NACO, SINFONI и недавно построенный GRAVITY — чтобы отследить судьбу одной конкретной звезды, S2, до и после того как она проходила близко от Стрельца А* 18 мая 2018 года. При этом на GRAVITY добились разрешения картинки в 50 угловых микросекунд — это как увидеть теннисный мячик на Луне, смотря на него с Земли. Такая точность позволила буквально каждый час оценивать смещение S2 относительно чёрной дыры; расстояние между небесными телами в момент прохода было в 120 раз больше, чем от Земли до Солнца, при этом звезда разогналась до 8000 кмс, 2,7% от скорости света. Это неизбежно должно было привести к видимому проявлению эффектов ОТО.

Скомбинировав результаты, полученные GRAVITY, с предшествовавшими наблюдениям NACO и SINFONI, учёным удалось обнаружить красное смещение ^[9], которое предсказывал Эйнштейн.

Красное смещение представляет собой сдвиг спектра свечения объекта в красную (длинноволновую) сторону под влиянием мощного гравитационного поля, что довольно легко обнаруживается приборами; но красное смещение именно в поле чёрной дыры до этого никогда не удавалось пронаблюдать.

Полученная информация послужит ещё одним подтверждением общей теории относительности и материалом для анализа эффектов, вызываемых высокой гравитацией. Смещение спектров звезды S2 продержится ещё несколько месяцев, что возможно даст дополнительные данные о распределении масс вокруг Стрельца А*.

«Наблюдение красного смещения под воздействием гравитации для орбиты звезды S2 возле сверхмассивной чёрной дыры в галактическом центре» ^[10], GRAVITY Collaboration, 26 июля 2018 года, Astronomy and Astrophysics.

Автор: OriSvet

Источник ^[11]