בפעם הראשונה, התיאוריה של איינשטיין עלאושר בהקשר חדש: בשדה הכבידה הקיצוני ביותר בשביל החלב, שנוצר על ידי קשת A*, הסופר-מסיביבמרכז הגלקסיה שלנו.
כשהביאו 26 שנים של תצפיות לשיא מדהים, כוכב בשם S2 במסלול סביב העצם עשה את המעבר הקרוב ביותר שלו - והוא התנהג בדיוק כפי שחזו תורת היחסות.
זוהי תוצאה מדעית מדהימה, המתקבלת באמצעות טכנולוגיה מדהימה, מתמטיקה זהירה והתבוננות חרוצה.
"זו הפעם השנייה שאנו צופים במעבר הקרוב של S2 סביב החור השחור במרכז הגלקטי שלנו. אבל הפעם, בגלל מכשור משופר בהרבה, הצלחנו לצפות בכוכב ברזולוציה חסרת תקדים."אמר האסטרופיזיקאי ריינהרד גנזלשל מכון מקס פלנק לפיזיקה מחוץ לכדור הארץ (MPE).
"התכוננו באינטנסיביות לאירוע הזה במשך כמה שנים, מכיוון שרצינו להפיק את המרב מההזדמנות הייחודית הזו לצפות בהשפעות רלטיביסטיות כלליות".
יש שלושה כאלהכוכבי S(לא להתבלבל עםסוג Sכוכבים) במסלול קרוב סביב Sgr A*, שיש לו מסה שווה בערך ל4 מיליון שמשות. S2 (או S0-2), במסלול האליפטי שלו, הוא אחד משני כוכבים שמגיעים הכי קרוב לחור השחור בpericentres.
זה בא פנימהרק 17 שעות אור ממרכז הגלקסיה, בערך פי ארבעה מהמרחק בין השמש לנפטון.
זה נשמע לנו כמו דרך ארוכה, אבל כשאתה מתמודד עם משהו שיש לו כוח משיכה של חור שחור סופר מסיבי, הוא די בסכנה.
ההשפעה של Sgr A* כל כך חזקה שהיא מאיץ את הכוכב עד ל-25 מיליון קילומטרים לשעה (15.5 מיליון מייל לשעה) - כמעט 3 אחוזים ממהירות האור.
כאשר S2 קרוב כל כך, על פי תורת היחסות, השפעת הכבידה של החור השחור אמורה למתוח את אור הכוכב לאורכי גל ארוכים יותר, לקראת הקצה האדום של הספקטרום האלקטרומגנטי. זו תופעה ידועה שנקראתהסטה לאדום כבידה.
עם זאת, התבוננות בו סביב Sgr A* אינה הישג של מה בכך. בתור התחלה, הוא נמצא במרחק של 26,000 שנות אור. בנוסף, האזור עטוף בענן אבק סמיך, מה שהופך את תצפיות האור הנראה לבלתי אפשריות.
צוות המחקר השתמש במספר מכשירים במצפה הכוכבים הדרומי של אירופהטלסקופ גדול מאודלצפות במרכז הפרי של הכוכב.סִימפוֹנִיָה,כּוֹחַ מְשִׁיכָהושׁוּם דָבָרלכולם יש חיישני אינפרא אדום וכמעט אינפרא אדום, שיכולים לחדור את האבק כדי לקלוט מקורות אינפרא אדום.
באמצעות מכשירים אלה, צוות המחקר מדד את המהירות ומיפה את מסלולו של S2 תוך כדי התנדנדו סביב Sgr A*.
והם קיבלו את התוצאה שהם ציפו. המדידות החדשות חושפות בבירור את, הגילוי הישיר הראשון אי פעם שעשה זאת ליד חור שחור סופר מסיבי, המוכיח, שוב, את תורת היחסות הכללית של איינשטיין.
"התצפיות הראשונות שלנו על S2 עם GRAVITY, לפני כשנתיים, כבר הראו שתהיה לנו את המעבדה האידיאלית של חור שחור", אמר האסטרופיזיקאי פרנק אייזנהאואר מ-MPE והחוקר הראשי של GRAVITY והספקטרוגרף SINFONI.
"במהלך המעבר הקרוב, יכולנו אפילו לזהות את הזוהר הקלוש סביב החור השחור ברוב התמונות, מה שאפשר לנו לעקוב במדויק אחר הכוכב במסלולו, מה שהוביל בסופו של דבר לזיהוי ההיסט לאדום הכבידתי בספקטרום של S2. "
זה האחרון בשורה ארוכה ומרשימה של מבחנים שהוכיחו את תורת היחסות, שוב ושוב.
לָאַחֲרוֹנָה,מערכת כוכבי שלושה גופים, אמרחב כיפוף הגלקסיה כולוואתגילוי גלי כבידהכולם הוכיחו פיזיקה בצורה יפה בהתאם לתיאוריה בת 100 השנים של איינשטיין.
אז למה מדענים ממשיכים לבדוק את זה? כי אם יש נסיבות שבהן הוא נשבר, זה יסמן שינוי עמוק באופן שבו אנו מבינים את היקום, וכתוצאה מכך צריך צורה חדשה של פיזיקה.
ואם תורת היחסות עומדת להישבר, סביר להניח שהיא תעשה זאת רק בתנאים קיצוניים לחלוטין.
"כאן במערכת השמש אנחנו יכולים לבדוק את חוקי הפיזיקה רק עכשיו ובנסיבות מסוימות", אמרה האסטרופיזיקאית פרנסואז דלפלנקה מה-ESO.
"אז חשוב מאוד באסטרונומיה לבדוק גם שהחוקים האלה עדיין תקפים במקום שבו שדות הכבידה חזקים הרבה יותר."
ותורת היחסות ממשיכה לבעוט בתחת.
המחקר של הצוות פורסם בכתב העתאסטרונומיה ואסטרופיזיקה.
