El resultado del análisis de datos durante 26 años de observaciones astronómicas fue la confirmación oficial de lo predicho por la teoría general de la relatividad de la peculiaridad del movimiento de una estrella en el fuerte campo gravitacional de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Esto se informa en un artículo de la revista científica Astronomy & Astrophysics.
El objeto de investigación para los científicos durante todos estos años ha sido la estrella S2, ubicada junto al agujero negro supermasivo Sagitario A *, ubicado en el centro galáctico de la Vía Láctea. El agujero negro tiene una masa cuatro millones de veces la masa del Sol y se encuentra a 26 mil años luz de la Tierra. La propia estrella S2, que pertenece al tipo espectral B, es una de las estrellas más estudiadas del cúmulo S, un grupo de estrellas de rápido movimiento descubierto en 2002.
“Este es solo el segundo acercamiento entre S2 y un agujero negro que hemos podido rastrear. Por otro lado, la precisión del instrumento ha mejorado notablemente durante los últimos diez años, lo que permite realizar un seguimiento de esta reunión a una resolución ultra alta. Nos hemos estado preparando cuidadosamente para este evento durante varios años, ya que nos permite probar en la práctica la peculiaridad de los efectos relativistas”, dijo Reinhard Gentzel del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching (Alemania).
El agujero negro está rodeado por varias docenas de estrellas y varias grandes nubes de gas, que periódicamente se acercan a él a una distancia peligrosa. Según la teoría de la relatividad general de Einstein, estos encuentros y los efectos relativistas asociados con ellos tendrán un efecto especial en la órbita de la estrella, desplazando su pericentro. Y los científicos pudieron confirmar esto en la práctica.
norte
En 2003, la estrella se acercó al agujero negro a una distancia peligrosa, lo que por primera vez permitió a los astrofísicos rastrear si su trayectoria cambiaba bajo la influencia de la gravedad del agujero negro. El próximo acercamiento de la estrella con Sagitario A * tuvo lugar solo en mayo de este año, para lo cual los científicos se han estado preparando durante mucho tiempo y con cuidado. El evento fue seguido por varios de los principales telescopios del mundo.
Hubble, VLT y otros importantes observatorios de la Tierra han comenzado a realizar observaciones casi constantes de S2 desde abril de este año, utilizando instrumentos SINFONI, GRAVITY y NACO que operan en los rangos infrarrojos e infrarrojos cercanos del espectro.
Críticos fueron los datos recopilados en mayo de 2018, cuando la estrella se acercó al agujero negro a menos de 20 mil millones de kilómetros de distancia. El efecto de la interacción entre el agujero negro y la estrella fue tan fuerte que el agujero negro aceleró la velocidad de este último a 25 millones de kilómetros por hora (casi el 3 por ciento de la velocidad de la luz).
Video promocional:
Los científicos señalan que la interacción, en particular, se manifestó en un cambio brusco en el color de la estrella bajo la influencia del llamado desplazamiento al rojo gravitacional - "estiramiento" de las ondas electromagnéticas cuando golpean un área con un fuerte campo gravitacional. En el caso de S2, la estrella se “enrojeció” notablemente al acercarse a Sagitario A *, tras lo cual, después de un tiempo, adquirió su color habitual. La fuerza de este efecto, como lo muestran las observaciones del VLT, fue totalmente consistente con lo que predijeron la teoría de la relatividad y el fenómeno asociado de dilatación del tiempo gravitacional.
“Nuestras observaciones iniciales de S2 con el instrumento GRAVITY comenzaron hace unos dos años. Incluso entonces, identificamos un claro efecto de corrimiento al rojo asociado con un agujero negro, que una vez más confirmó la teoría general de la relatividad de Einstein”, dice el astrofísico Frank Eisenhower, quien trabaja con los espectrógrafos GRAVITY y SINFONI.
"Durante nuestro acercamiento más cercano, incluso notamos un tenue brillo alrededor del agujero negro en la mayoría de las imágenes, lo que nos permitió seguir muy de cerca la órbita de la estrella y eventualmente presenciar el corrimiento al rojo gravitacional de S2".
De manera similar, los científicos han confirmado que el movimiento de S2 se ha desviado de su órbita newtoniana habitual en la cantidad que se calculó utilizando los cálculos de Einstein. Ambos, según Genzel y su equipo, demuestran una vez más que Einstein tiene razón al describir cómo se comporta el tejido del espacio-tiempo y todo el Universo.
Los investigadores dicen que ahora tienen un laboratorio natural para el estudio de los agujeros negros supermasivos y los efectos relativistas.
Nikolay Khizhnyak
