Observações no Very Large Telescope mostraram os efeitos previstos pela teoria geral da relatividade de Einstein em relação ao movimento de uma estrela passando perto de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Este é o culminar de uma campanha de 26 anos de pesquisa de telescópio no Chile.
O buraco negro supermassivo mais próximo é carregado em densas nuvens de poeira e está a 26000 anos-luz de distância de nós. Este é um monstro gravitacional, excedendo a massa solar 4 milhões de vezes. Cercado por um pequeno grupo de estrelas, girando em torno do buraco em altas velocidades. Este é o campo gravitacional mais poderoso da nossa galáxia e desempenha o papel de um local ideal para estudar a física gravitacional e testar a teoria geral da relatividade.
A visão artística reflete o caminho da estrela S2 com uma abordagem próxima de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. À medida que se aproxima do poderoso campo gravitacional, leva ao fato de que a cor da estrela muda levemente para vermelho, o que é uma conseqüência da teoria geral da relatividade
Novas pesquisas de RI a partir de instrumentos sensíveis de GRAVITY, SINFONI e NACO no Very Large Telescope nos permitiram seguir uma das estrelas, chamada S2, ao se aproximar do buraco negro em maio de 2018. O ponto de aproximação mais próximo atingiu menos de 20 bilhões de quilômetros a uma velocidade de mais de 25 milhões de km / h (quase 3% da velocidade da luz).
A equipe comparou as medições de posição e velocidade de GRAVITY e SINFONI junto com a vigilância prévia de S2 usando outras ferramentas. Incluímos também as previsões da gravidade de Newton, a teoria geral da relatividade e outras teorias da gravidade. Novos resultados não concordam com as previsões de Newton e estão em perfeito acordo com as posições de Einstein.
O diagrama mostra o movimento de uma estrela S2 em torno de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Composta por observações com telescópios e instrumentos ESO por 25 anos. Uma estrela passa 16 anos completando um vôo orbital e chegou perto de um buraco negro em maio de 2018
Essas medidas extremamente precisas são realizadas por uma equipe internacional de cientistas liderada pelo Instituto Max Planck. Os cientistas pela segunda vez conseguiram observar a passagem próxima de S2 para o buraco negro no centro galáctico. Mas desta vez eles usaram hardware significativamente melhorado.
Novas medições mostram claramente o efeito do desvio gravitacional para o vermelho. A luz de uma estrela é esticada em ondas mais longas pelo poderoso campo gravitacional de um buraco negro. A medida do comprimento de onda da luz de S2 se encaixa exatamente com o que foi previsto na teoria geral da relatividade de Einstein. Esta é a primeira vez que um desvio da previsão da teoria da gravidade mais simples de Newton foi observado quando uma estrela se move em torno de um buraco negro supermassivo.
A simulação mostra as órbitas das estrelas perto de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. A estrela S2 passa a cada 16 anos perto de um buraco negro. A última vez que a convergência foi observada em maio de 2018
Os cientistas usaram SINFONI para medir a velocidade de S2 na direção da Terra e do dispositivo GRAVITY para realizar cálculos extremamente precisos da localização da estrela para determinar a forma de sua órbita. GRAVITY cria uma imagem nítida que permite seguir o movimento estelar a uma distância de 26.000 anos-luz.
As primeiras observações do S2, feitas há dois anos, mostraram que os pesquisadores conseguiram o laboratório perfeito na forma de um buraco negro. Em um passe próximo, foi possível até mesmo fixar um leve brilho ao redor do buraco negro, que ajudou a seguir de perto a estrela em sua órbita. Mais de 100 anos se passaram e Einstein ainda consegue provar seu caso.
O primeiro teste bem sucedido da teoria de Einstein perto de um buraco negro supermassivo
Dentro do sistema solar, é possível verificar as leis da física agora e sob certas circunstâncias. Portanto, é importante para os astrônomos entender se essas leis permanecem em vigor quando os campos gravitacionais são muito mais poderosos. Espera-se que mais revisões mostrem outro efeito relativista - uma ligeira rotação da órbita estelar (precessão de Schwarzschild), uma vez que S2 está se afastando do buraco negro.
Estrela S2 realiza uma abordagem próxima a um buraco negro no centro da Via Láctea
Os cientistas gastaram muito tempo criando ferramentas poderosas únicas que são necessárias para realizar medições detalhadas no Very Large Telescope. Os fatos obtidos hoje são um resultado empolgante de uma parceria maravilhosa.
Simulação das órbitas de estrelas ao redor de um buraco negro no centro da Via Láctea
