Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που καλύπτεται από ογκώδη νέφη σκόνης 26.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη.
Καλυμμένη από παχιά νέφη κοσμικής σκόνης η οποία απορροφά φως, η πλησιέστερη στη Γη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα βρίσκεται 26.000 έτη φωτός μακριά μας στο κέντρο του Γαλαξία. Αυτό το "βαρυτικό τέρας", το οποίο έχει μάζα τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου, περιβάλλεται από μια μικρή ομάδα αστέρων τα οποία περιστρέφονται γύρω από αυτή με μεγάλη ταχύτητα. Αυτό το ακραίο περιβάλλον - το ισχυρότερο βαρυτικό πεδίο στον Γαλαξία μας - το καθιστά ιδανικό μέρος για να εξερευνηθεί η βαρυτική φυσική, και ιδιαίτερα για να ελέγξουμε, να τεστάρουμε κατά το κοινό, τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Νέες παρατηρήσεις υπέρυθρης ακτινοβολίας από τα εξαιρετικά ευαίσθητα όργανα GRAVITY, SINFONI και NACO στο πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO), επέτρεψαν τώρα στους αστρονόμους να ακολουθήσουν ένα από αυτά τα αστέρια, το S2, καθώς πέρασε πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα η οποία βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία, τον Μάιο του 2018. Στο πιο κοντινό σημείο που βρέθηκε ο αστέρας αυτός ήταν σε απόσταση μικρότερη από 20 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη μαύρη τρύπα, και η ταχύτητά του ξεπέρασε τα 25 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα - σχεδόν το 3% της ταχύτητας του φωτός.
Η προσομοίωση αυτή δείχνει τις τροχιές των αστεριών τα οποία διέρχονται πολύ κοντά στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Ένα από αυτά τα αστέρια, που ονομάζεται S2, περιφέρεται γύρω από τον μικρό μας "Γαργαντούα¨" κάθε 16 χρόνια, και πέρασε πολύ κοντά του τον Μάιο του 2018. Πρόκειται για ένα τέλειο εργαστήριο για τη δοκιμή της βαρυτικής φυσικής, και συγκεκριμένα της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Εικόνα:ESO / L. Calçada / spaceengine.org
Ο αστέρας S2 περιφέρεται γύρω από τη μαύρη τρύπα κάθε 16 χρόνια με μια πολύ έκκεντρη τροχιά, η οποία τον τοποθετεί σε μια απόσταση είκοσι δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων - 120 φορές την απόσταση Γης- Ήλιου, ή περίπου τέσσερις φορές την απόσταση από τον Ήλιο στον πλανήτη Ποσειδώνα - στην πλησιέστερη προσέγγισή της προς στη μαύρη τρύπα. Αυτή η απόσταση αντιστοιχεί περίπου σε 1500 φορές την ακτίνα Σβάρτσιλντ της ίδιας της μαύρης τρύπας.
Η ομάδα συνέκρινε τις μετρήσεις θέσης και ταχύτητας από τα όργανα GRAVITY και SINFONI αντίστοιχα, μαζί με προηγούμενες παρατηρήσεις του αστέρα S2 χρησιμοποιώντας άλλα όργανα, με τις προβλέψεις της Νευτώνιας βαρύτητας, της γενικής σχετικότητας και άλλων θεωριών βαρύτητας. Τα νέα αποτελέσματα δεν συμφωνούν με τις προβλέψεις του Νεύτωνα, αλλά βρίσκονται να συμφωνούν εξαιρετικά με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας.
Αυτές οι εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις έγιναν από μια διεθνή ομάδα με επικεφαλής τον Reinhard Genzel του Ινστιτούτου Μαξ Πλάνκ για την Εξωγήινη Φυσική (MPE) στο Garching της Γερμανίας σε συνεργασία με επιστήμονες από όλο τον κόσμο, στο Παρατηρητήριο του Παρισιού, το Université Grenoble Alpes, CNRS, το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Max Planck, το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, το πορτογαλικό κέντρο CENTRO de Astrofica e Gravitação και το ESO. Οι παρατηρήσεις αυτές είναι το αποκορύφωμα μιας σειράς παρατηρήσεων μεγάλης ακρίβειας διάρκειας 26 ετών του γαλαξιακού μας κέντρου με τη χρήση επιστημονικών οργάνων του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO).
"Αυτή είναι η δεύτερη φορά που παρατηρήσαμε το κοντινό πέρασμα του αστέρα S2 γύρω από τη μαύρη τρύπα στο γαλαξιακό μας κέντρο. Αλλά αυτή τη φορά, χάρη σε πολύ βελτιωμένα όργανα, ήμασταν σε θέση να παρατηρήσουμε το αστέρι με άνευ προηγουμένου ανάλυση", εξηγεί ο Genzel. "Έχουμε προετοιμαστεί έντονα για αυτό το γεγονός εδώ και αρκετά χρόνια, καθώς θέλαμε να αξιοποιήσουμε στο έπακρο αυτή τη μοναδική ευκαιρία να παρατηρήσουμε γενικά σχετικιστικά αποτελέσματα".
Οι νέες μετρήσεις αποκαλύπτουν σαφώς ένα φαινόμενο που ονομάζεται "βαρυτική μετατόπιση στο ερυθρό". Το φως από το αστέρι "τεντώνεται" προς μεγαλύτερα μήκη κύματος από το πολύ ισχυρό βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας. Και η αλλαγή στο μήκος κύματος του φωτός από τον αστέρα S2 συμφωνεί ακριβώς με εκείνη που προβλέπεται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Είναι η πρώτη φορά που αυτή η απόκλιση από τις προβλέψεις της απλούστερης Νευτώνειας θεωρία της βαρύτητας έχει παρατηρηθεί στην κίνηση ενός αστέρα γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
"Οι πρώτες παρατηρήσεις του αστέρα S2 με το όργανο GRAVITY, πριν από περίπου δύο χρόνια, έδειξαν ήδη ότι θα έχουμε το ιδανικό εργαστήριο μαύρης τρύπας", προσθέτει ο Frank Eisenhauer (MPE), κύριος ερευνητής του οργάνου GRAVITY και του φασματογράφου SINFONI.
Περισσότερο από εκατό χρόνια μετά την δημοσίευση της εργασίας του που εξηγεί τις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας, ο Αϊνστάιν αποδείχθηκε σωστός για άλλη μια φορά - σε ένα πολύ πιο ...ακραίο εργαστήριο από όσο θα μπορούσε να φανταστεί!
Ο Françoise Delplancke, επικεφαλής του Τμήματος Μηχανικών Συστήματος του ESO, εξηγεί τη σημασία των παρατηρήσεων: "Εδώ στο ηλιακό σύστημα μπορούμε να δοκιμάσουμε μόνο τους νόμους της φυσικής, και κάτω από ορισμένες συνθήκες. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό στην Αστρονομία να ελέγξει επίσης ότι οι νόμοι αυτοί εξακολουθούν να ισχύουν όταν τα βαρυτικά πεδία είναι πολύ ισχυρότερα. "
Οι συνεχείς παρατηρήσεις αναμένεται να αποκαλύψουν πολύ σύντομα μια σχετικιστική επίδραση - μια μικρή περιστροφή της τροχιάς του αστέρα, γνωστή ως μετάπτωση "Μετάπτωση Σβάρτσιλντ" (Schwarzschild precession) - καθώς ο αστέρας S2 κινείται μακριά από τη μαύρη τρύπα.
Ο Xavier Barcons, Γενικός Διευθυντής του ESO, καταλήγει στο συμπέρασμα: "Το ESO συνεργάστηκε με τον Reinhard Genzel, την ομάδα και τους συνεργάτες του στα κράτη μέλη του ESO για πάνω από ένα τέταρτο του αιώνα. Ήταν μια τεράστια πρόκληση στο να αναπτυχθούν τα μοναδικά εκείνα, ισχυρά εργαλεία που απαιτούνται για να γίνουν αυτές οι πολύ ευαίσθητες μετρήσεις, και να αναπτυχθούν στο VLT στο Παρανάλ. Η ανακάλυψη που ανακοινώθηκε σήμερα είναι ενα πολύ συναρπαστικό αποτέλεσμα μιας αξιοσημείωτης συνεργασίας. "
Το όργανο GRAVITY αναπτύχθηκε από μια συνεργασία που περιλαμβάνει το Ινστιτούτο Μαξ Πλάνκ για την Εξωγήινη Φυσική (Γερμανία), το LESIA του Παρατηρητηρίου των Παρισίων-PSL / CNRS / Sorbonne Université / Univ. Το Diderot του Παρισιού, και το IPAG του Πανεπιστημίου Grenoble Alpes / CNRS (Γαλλία), το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Mάξ (Γερμανία), το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας (Γερμανία), το Centra de Astrofisica e Gravitação (Πορτογαλία) και το ESO.
Η εικόνα στη κορυφή της σελίδας: Καλλιτεχνική άποψη του ESO, η οποία απεικονίζει τη διαδρομή του αστέρα S2 καθώς εκείνος περνά πολύ κοντά στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία. Καθώς πλησιάζει στη μαύρη τρύπα, το πολύ ισχυρό βαρυτικό πεδίο αναγκάζει το χρώμα του αστέρα να μετατοπιστεί ελαφρώς προς το ερυθρό, ενα αποτέλεσμα που παρουσιάζεται λόγω γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Το χρωματικό αποτέλεσμα, καθώς και το μέγεθος των αντικειμένων έχουν υπερβληθεί για λόγους σαφήνειας. ESO / M. Kornmesser
--------------------*--------------------
Ενημερωθείτε για θέματα
Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:
Πηγές υπάρχουν επίσης
και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά
: Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο,
απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com η αφήστε
μήνυμα inbox στη Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να
δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με
την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη
σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για
δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com. Η
δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας,
υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να
παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε
τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.
Το κείμενο
υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που
αφορούν το θέμα του άρθρου.
Για την ομάδα : @Aratosastronomy
