Проанализировав воздействие невероятно мощного гравитационного поля гигантской черной дыры, расположенной в центре Млечного пути, на звезду, оказавшуюся в ее окрестностях, астрономы показали, что представления Эйнштейна о пространстве и времени являются наиболее адекватным описанием природы гравитации на настоящее время.
Согласно Общей теории относительности Эйнштейна (ОТО), гравитация возникает в результате искажения массой пространства-времени. Чем больше масса объекта, тем сильнее его гравитационное воздействие.
Ученые в основном тестировали предсказания ОТО в относительно слабых гравитационных полях, таких как гравитационное поле Земли и объектов Солнечной системы. В присутствии более мощных гравитационных полей – таких как поля сверхмассивных черных дыр, лежащих в центрах практически всех крупных галактик – исследователи могут обнаружить нарушения ОТО, которые могут привести к созданию новых теорий, способных объяснить такие загадочные явления Вселенной, как темная материя и темная энергия.
В этой новой работе команда под руководством Андреа Гез (Andrea Ghez), профессора астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, США, наблюдала звезду под названием S0-2, которая находится в окрестностях центральной сверхмассивной черной дыры (СМЧД) Млечного пути, известной как Стрелец А*. В 2018 г. эта звезда подошла к СМЧД нашей Галактики на расстояние всего лишь 120 астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца или примерно 150 миллионам километров), двигаясь со скоростью порядка 2,7 процента от скорости света.
Используя для спектроскопических наблюдений обсерваторию им. Кека, обсерваторию «Джемини» и телескоп «Субару», команда Гез смогла показать, что спектры звезды S0-2 демонстрируют особенности, наличие которых было предсказано, исходя из положений ОТО.
В дальнейшем команда Гез планирует проверить предсказания ОТО на других звездах, расположенных в окрестностях СМЧД Стрелец А*. Одной из таких звезд станет звезда S0-102, имеющая наименьший орбитальный период из более чем 3000 звезд, расположенных в окрестностях СМЧД Галактики, и совершающая один оборот вокруг нее в течение 11,5 года.
Исследование опубликовано в журнале Science.
