Астрономы прецессию орбиты звезды вблизи черной дыры увидели.

Астрономы из коллаборации Gravity смогли впервые напрямую обнаружить прецессию орбиты звезды вблизи сверхмассивной черной дыры в центре млечного пути. Это открытие является новым важным подтверждением применимости общей теории относительности, сообщается на сайте европейской южной обсерватории.

Общая теория относительности Эйнштейна является одной из важнейших теорий гравитации и подтверждается множеством различных экспериментов. Уже обнаружено отклонения света звезд вблизи солнца и гравитационное линзирование на примере далеких галактик, открыто замедление времени при движении в гравитационном поле и несколько раз удалось зарегистрировать гравитационные волны.
В 2002 году результаты наблюдений за группой быстро движущихся звезд, известной как S - скопление, позволили подтвердить существование в центре млечного пути сверхмассивной черной дыры, которая связана с компактным радиоисточником стрелец а *. небольшое расстояние до черной дыры и высокие скорости некоторых звезд скопления делают их удобной природной площадкой для проверки явлений, предсказанных общей теорией относительности. Среди них можно выделить яркую молодую звезду S2 (или S0-2) спектрального класса в, которая совершает полный оборот вокруг черной дыры за 16 лет и приближается к ней на 17 световых часов, что в 4 раза больше, чем расстояние от солнца до Нептуна.
Наблюдения за этой звездой ведутся уже несколько десятков лет. Еще в 2017 году была показана возможность экспериментальной регистрации релятивистских эффектов у звезды S2, причем выяснилось, что свойства самой звезды не влияют на наблюдения. В мае 2018 года звезда S2 приблизилась к черной дыре на расстояние менее 20 миллиардов километров, что позволило астрономам из коллаборации Gravity впервые подтвердить предсказываемые теорией относительности особенности движения звезды в сильном гравитационном поле, а также наложить ограничения на нарушаемость принципа локальной пространственной инвариантности.

Теперь же группа астрономов под руководством Фрэнка эйзенхауэра (Frank Eisenhauer) сообщила о новом важном открытии, которое сделано на основе анализа данных за 27 лет наблюдений звезды S2 при помощи приемников Gravity, Sinfoni и Naco, установленных на телескопе VLT в Чили. Ученые впервые зарегистрировали у звезды прецессию шварцшильда - релятивистский эффект, заключающийся в том, что орбита объекта (в данном случае звезды S2), движущегося в поле тяготения другого объекта (черной дыры), не замкнута (как в случае ньютоновской теории), а прецессирует в плоскости орбиты в направлении движения. Подобное явление, известное как аномальный сдвиг перигелия Меркурия, стало в свое время одним из первых серьезных доказательств теории относительности. Данные наблюдений Gravity полностью согласуются с теоретическими предсказаниями на уровне статистической значимости в 5-6 сигма.
Ожидается, что после ввода в строй телескопа ELT астрономы получат возможность найти более тусклые и близкие к черной дыре звезды, что позволит узнать с высокой точностью ее массу и спин.