Einsteins teori om generell relativitet har nettopp bestått en dramatisk svart hulltest med flygende farger.
Bevegelsen til en stjerne som går i bane Skytten A *, det supermassive sorte hullet i hjertet av Melkeveis galaksen, stemmer nøyaktig med det som er forutsagt av generell relativitet, rapporterer en ny studie.
"Einsteins generelle relativitet forutsier at bundne bane av en gjenstand rundt en annen ikke er lukket, som i Newtonsk tyngdekraft, men preker fremover i bevegelsesplanet. Denne berømte effekten - først sett i planetens bane Mercury rundt solen - var det første beviset til fordel for generell relativitet, sier studieforfatter Reinhard Genzel, direktør for Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland.
"Hundre år senere har vi nå oppdaget den samme effekten i bevegelsen til en stjerne som kretser rundt den kompakte radiokilden Skytten A * i sentrum av Melkeveien, "La Genzel til." Dette observasjonsgjennombruddet styrker beviset for at Skytten A * må være et supermassivt svart hull på 4 millioner ganger solens masse. "
Bevegelsen som Genzel nevnte, kalt Schwarzschild-presesjon, beskriver en slags rotasjon i et objekts elliptiske bane. Plasseringen av objektets nærmeste tilnærmingspunkt endres med hver omgang, slik at den samlede bane er formet som en rosett i stedet for en enkel, statisk ellipse.
Astronomer hadde aldri målt Schwarzschild-presesjon i en stjerne som zoomer rundt et supermassiv svart hull - inntil nå.
Forskerteamet brukte European Southern Observatory (ESO) Very Large Telescope (VLT) i Chile for å spore en stjerne kalt S2 da den loopet rundt Skytten A *, som ligger omtrent 26 000 lysår fra Jorden. I løpet av 27 år foretok astronomene mer enn 330 målinger av S2s posisjon og hastighet ved bruk av flere VLT-instrumenter. (Et av instrumentene kalles GRAVITY, som gir forskerteamet navnet sitt: GRAVITY-samarbeidet.)
Et så langt observasjonsvindu var nødvendig for å hente S2s forgang, for stjernen tar 16 jordår for å fullføre en bane rundt Skytten A *.
Den observerte presesjonen samsvarte nøyaktig med spådommene om generell relativitet, noe som kan føre til ytterligere funn nedover veien, sier forskerne.
"Fordi S2-målingene følger den generelle relativiteten så godt, kan vi sette strenge grenser for hvor mye usynlig materiale, for eksempel distribuert mørk materie eller mulige mindre sorte hull, er til stede rundt Skytten A *, "sa teammedlemmer Guy Perrin og Karine Perraut - fra Paris-observatoriet-PSL og Grenoble Institute of Planetology and Astrophysics i Frankrike, i samme uttalelse.
"Dette er av stor interesse for å forstå dannelsen og utviklingen av supermassive sorte hull," la de til.
Den nye studien, som ble publisert online i dag (16. april) i tidsskriftet Astronomi og astrofysikk, kan forutsette enda mer spennende svarthullsinnsikt som kommer. For eksempel kommer megaskoper som ESO Ekstremt stort teleskop kunne tillate astronomer å spore stjerner som kommer enda nærmere Skytten A * enn S2 gjør, sa forskerne.
"Hvis vi er heldige, kan vi fange stjerner nær nok til at de faktisk føler rotasjonen, snurret, av det sorte hullet," sa studieteammedlem Andreas Eckart fra Köln Universitet i Tyskland. "Det ville igjen være et helt annet nivå av tester relativitet. "
- Fantastisk romutsikt over ESOs Very Large Telescope (bilder)
- Hvordan ble supermassive sorte hull så store og tunge? Forskere vet det fortsatt ikke.
- Albert Einstein: Biografi, teorier og sitater
