Hasil analisis data untuk pemerhatian astronomi selama 26 tahun adalah pengesahan rasmi mengenai ramalan teori relativiti umum keanehan pergerakan bintang dalam medan graviti kuat lubang hitam supermasif di tengah Bima Sakti. Perkara ini dilaporkan dalam artikel dalam jurnal saintifik Astronomy & Astrophysics.
Objek kajian untuk para saintis selama ini adalah bintang S2, yang terletak di sebelah lubang hitam supermasif Sagittarius A *, yang terletak di pusat galaksi Bima Sakti. Lubang hitam mempunyai jisim empat juta kali jisim Matahari dan terletak 26 ribu tahun cahaya dari Bumi. Bintang S2 itu sendiri, yang tergolong dalam jenis spektral B, adalah salah satu bintang yang paling banyak dikaji milik kumpulan-S, sekumpulan bintang bergerak pantas yang ditemui pada tahun 2002.
Ini hanya pendekatan kedua antara S2 dan lubang hitam yang dapat kami lacak. Sebaliknya, ketepatan instrumen telah meningkat dengan ketara sejak sepuluh tahun kebelakangan ini, yang membolehkan pertemuan ini dapat dijejaki pada resolusi ultra tinggi. Kami telah mempersiapkan acara ini dengan teliti selama beberapa tahun, kerana ini memungkinkan kami untuk menguji dalam praktiknya keanehan kesan relativistik,”kata Reinhard Gentzel dari Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching (Jerman).
Lubang hitam dikelilingi oleh beberapa lusin bintang dan beberapa awan gas besar, yang secara berkala mendekatinya pada jarak yang berbahaya. Menurut teori relativiti umum Einstein, pertemuan ini dan kesan relativistik yang berkaitan dengannya akan memberi kesan khas pada orbit bintang, menggantikan pusatnya. Dan para saintis dapat mengesahkannya dalam praktik.
Pada tahun 2003, bintang itu menghampiri lubang hitam pada jarak yang berbahaya, yang buat pertama kalinya membolehkan ahli astrofizik mengesan sama ada lintasannya berubah di bawah pengaruh tarikan lubang hitam. Pendekatan semula bintang dengan Sagittarius A * berikutnya hanya berlaku pada bulan Mei tahun ini, yang mana para saintis telah membuat persiapan untuk waktu yang sangat lama dan berhati-hati. Acara itu diikuti oleh beberapa teleskop terkemuka di dunia.
Hubble, VLT dan observatorium Bumi utama yang lain telah mulai melakukan pemerhatian hampir berterusan terhadap S2 sejak April tahun ini, dengan menggunakan instrumen SINFONI, GRAVITY dan NACO yang beroperasi di rentang spektrum inframerah dan dekat-inframerah.
Kritikal adalah data yang dikumpulkan pada Mei 2018, ketika bintang itu menghampiri lubang hitam yang berjarak kurang dari 20 bilion kilometer. Kesan interaksi antara lubang hitam dan bintang begitu kuat sehingga lubang hitam mempercepat kelajuan yang terakhir menjadi 25 juta kilometer sejam (hampir 3 peratus dari kelajuan cahaya).
Video promosi:
Para saintis menyatakan bahawa interaksi itu, khususnya, menampakkan diri dalam perubahan tajam dalam warna bintang di bawah pengaruh pergeseran gelombang graviti - "peregangan" gelombang elektromagnetik ketika mereka melanda kawasan dengan medan graviti yang kuat. Dalam kes S2, bintang itu terlihat "kemerahan" ketika menghampiri Sagitarius A *, setelah itu, setelah beberapa saat, ia memperoleh warna yang biasa. Kekuatan kesan ini, seperti yang ditunjukkan oleh pemerhatian VLT, sepenuhnya sesuai dengan apa yang diramalkan oleh teori relativiti dan fenomena yang berkaitan dengan pelebaran masa graviti.
Pemerhatian awal kami terhadap S2 dengan instrumen GRAVITY bermula kira-kira dua tahun yang lalu. Walaupun begitu, kami mengenal pasti kesan pergeseran merah yang jelas berkaitan dengan lubang hitam, yang sekali lagi mengesahkan teori relativiti umum Einstein,”kata ahli astrofizik Frank Eisenhower, yang bekerja dengan spektrograf GRAVITY dan SINFONI.
"Semasa pendekatan terdekat kami, kami bahkan melihat cahaya samar di sekitar lubang hitam di kebanyakan gambar, yang membolehkan kami mengesan orbit bintang dengan sangat dekat dan akhirnya menyaksikan pergeseran merah graviti S2."
Begitu juga, para saintis telah mengesahkan bahawa gerakan S2 menyimpang dari orbit Newton yang biasa dengan jumlah yang dikira menggunakan pengiraan Einstein. Kedua-duanya, menurut Genzel dan pasukannya, sekali lagi membuktikan bahawa Einstein benar dalam menggambarkan bagaimana struktur ruang-waktu dan seluruh Alam Semesta berperilaku.
Para penyelidik mengatakan bahawa mereka kini mempunyai makmal semula jadi untuk mengkaji lubang hitam supermasif dan kesan relativistik.
Nikolay Khizhnyak
