Einstein měl pravdu. Skoro třicetileté měření zachytilo, jak hvězda tančí kolem černé díry

Dlouho vyhlížený výsledek přinesla opakovaná měření prováděná se stále vyšší přesností posledních 27 let. Umožnila vědcům odhalit další tajemství obra ukrývajícího se v srdci Mléčné dráhy.

„Einsteinova obecná teorie relativity předpovídá, že dráha tělesa vázaného na oběžné dráze kolem jiného objektu není uzavřená jako v Newtonově teorii gravitace, ale stáčí se směrem dopředu v rovině oběhu. Tento známý efekt – poprvé pozorovaný na dráze planety Merkur kolem Slunce – byl jedním z prvních důkazů podporujících obecnou teorii relativity,” vysvětlil Reinhard Genzel, ředitel německého ústavu Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics.

„O sto let později se nám podařilo detekovat stejný efekt u hvězdy obíhající kompaktní rádiový zdroj Sagittarius A* ležící v samotném středu naší Galaxie. Tento pozorovatelský průlom umocňuje naše přesvědčení, že Sagittarius A* musí být superhmotná černá díra o hmotnosti čtyř milionů Sluncí,” doplnil.

Sagittarius A* se podle mezivládní organizace s názvem Evropská jižní observatoř (ESO), jejímž členem je i ČR, nachází přibližně 26 tisíc světelných let od Země a je obklopen skupinou hvězd. Představuje tak doslova unikátní laboratoř pro testování fyziky v jinak nedostupných extrémních podmínkách silné gravitace.

Jedna z těchto hvězd s označením S2 se k černé díře přibližuje na vzdálenost menší než 20 miliard kilometrů (což je asi 120krát více, než dělí Slunce a Zemi). Je tak nejbližším objektem na oběžné dráze kolem tohoto giganta, jaký byl dosud objeven.

Při nejtěsnějším přiblížení k černé díře se hvězda S2 žene prostorem rychlostí dosahující tří procent rychlosti světla a celý oběh dokončí za zhruba 16 let.

Planety a hvězdy se pohybují po nekruhových (eliptických) drahách a díky tomu se přibližují a vzdalují vzhledem k objektu, kolem kterého obíhají. Dráha hvězdy S2 se stáčí, což znamená, že poloha nejbližšího bodu na dráze kolem černé díry se mění. Každý další oběh je dráha pootočena vzhledem k předchozímu a těleso v prostoru postupně opisuje tvar připomínající květinu.

Obecná relativita dává podle tiskové zprávy ESO přesnou předpověď míry, s jakou se dráha stáčí, přičemž poslední měření provedená v rámci tohoto výzkumu dokonale souhlasí s teorií. Efekt známý jako Schwarzchildova precese ještě nikdy nebyl změřen pro hvězdu obíhající kolem superhmotné černé díry.

Výzkum pomocí dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) na Observatoři Paranal v Chile vědcům pomáhá zjistit nové informace o okolí superhmotné černé díry ve středu Galaxie.

„Jelikož měření polohy hvězdy S2 souhlasí s předpovědí obecné relativity, můžeme stanovit ostré limity ohledně množství neviditelné látky jako například rozptýlené temné hmoty či možných menších černých děr přítomných v blízkosti objektu Sagittarius A*. To je velmi důležité pro naše chápání vzniku a vývoje superhmotných černých děr,“ dodávají vedoucí projektového týmu z Francie Guy Perrin a Karine Perrautová.