ეულმა ვარსკვლავმა, სახელად S2, რომელიც ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში მდებარე სუპერმასიური შავი ხვრელის გარშემო მოძრაობს, ზოგადი ფარდობითობის პროგნოზი ახლახან დაადასტურა ყველაზე ექსტრემალურ გარემოში, სადაც კი ამის ნახვა შეგვიძლია. შედეგად, ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ჭეშმარიტებას კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მარცვალი შეემატა.
ათწლეულების განმავლობაში მიმდინარე დაკვირვებათა ერთად თავმოყრის შედეგად, ასტრონომებმა დაადგინეს, რომ S2-ის ორბიტა ფიქსირებული პოზიციის მქონე ელიფსი არ არის; სინამდვილეში, მისი ორბიტა სპიროგრაფიული ნახატის მსგავსად იცვლება. ამ ფენომენს შვარცშილდის პრეცესიას უწოდებენ.
ეს გახლავთ პირველი შემთხვევა, როდესაც შვარცშილდის პრეცესია სუპერმასიური შავი ხვრელის გარშემო დადასტურდა, რაც იმას აჩვენებს, რომ ის ჭეშმარიტებას მაშინაც ინარჩუნებს, როდესაც ვარსკვლავების ორბიტებს ყველაზე ექსტრემალური გრავიტაციის გარემოში ვაკვირდებით.
გარდა ამისა, ზოგადი ფარდობითობის განტოლებების გამოყენება შესაძლებელია ორბიტული ცვლილებების ზუსტად პროგნოზირებისთვის; ეს გათვლები ზუსტად დაემთხვა S2-ზე დაკვირვებისას ნანახს.
„აინშტაინის ზოგადი ფარდობითობა პროგნოზირებს, რომ ერთი ობიექტის შეკრული ორბიტა მეორის გარშემო დახურული კი არ არის, როგორც ამას ნიუტონისეული გრავიტაცია მიუთითებს, არამედ მოძრაობის სიბრტყეში პრეცესირებს წინ“, — განმარტავს გერმანიის მაქს პლანკის არამიწიერი ფიზიკის ინსტიტუტის ასტროფიზიკოსი რაინარდ გენცელი.
მისივე თქმით, ეს ცნობილი ეფექტი, რომელიც პირველად მზის გარშემო პლანეტა მერკურის ორბიტაში ვნახეთ, პირველი მტკიცებულება იყო ზოგადი ფარდობითობის სასარგებლოდ.
„ასი წლის შემდეგ, იგივე ეფექტი ჩვენ ახლა უკვე დავაფიქსირეთ კომპაქტური რადიოწყაროს, ირმის ნახტომის ცენტრალური შავი ხვრელის, მშვილდოსანი A*-ს გარშემო მოძრავი ვარსკვლავის მოძრაობაში“, — ამბობს გენცელი.
ვარსკვლავი S2 მშვილდოსანი A*-ს გარშემო გრძელ, ელიფსურ ორბიტაზე მოძრაობს და ერთ გარშემოვლას 16 წელიწადს ანდომებს. ყველაზე ახლოს მისვლისას, ანუ პერიასტრის დროს, ის შავ ხვრელს სულ რაღაც 17 სინათლის საათის მანძილზე უახლოვდება, იმ მანძილზე დაახლოებით ოთხჯერ შორს, რაც მზესა და ნეპტუნს შორის არის.
ეს მანძილი შეიძლება დიდი მოგეჩვენოთ, მაგრამ როდესაც საქმე ეხება ისეთ წარმოუდგენლად მასიურ ობიექტს, როგორიც არის მშვილდოსანი A*, ასეთი დაშორება წარმოუდგენლად უმნიშვნელოა და შავი ხვრელის გრავიტაციული ბიძგი ვარსკვლავს ორბიტაზე მოძრაობისას სინათლის სიჩქარის დაახლოებით 3 პროცენტამდე აჩქარებს. S2 გალაქტიკის ცენტრთან ერთ-ერთი ყველაზე ახლოს მოძრავი ვარსკვლავია.
აქვე გეტყვით, რომ S2-ს ფარდობითობის ზოგადი თეორიის შესამოწმებლად ასტრონომებმა პირველად როდი მიმართეს. ამ ვარსკვლავს ისინი დეტალურად აკვირდებიან 1990-იანი წლებიდან. 2018 წელს, სამეცნიერო კოლაბორაცია GRAVITY-მ განაცხადა, მშვილდოსანი A*-სთან მიახლოებისას S2-ის სინათლის გაჭიმვის მახასიათებელი გახლდათ ზოგადი ფარდობითობის ერთ-ერთი ეფექტის დადასტურება ერთ-ერთი ყველაზე ექსტრემალური ტესტის პირობებში. მომდევნო წლებში, ეს შედეგები მკვლევართა კიდევ ერთმა ჯგუფმა დაადასტურა საკუთარ კვლევაში, სულ სხვა დაკვირვებათა შედეგად.
ამჯერად, კოლაბორაცია GRAVITY-მ 1992 წლიდან 2019 წლის ბოლომდე ჩატარებული 330-ზე მეტი დაკვირვება გამოიყენა, რათა შეემოწმებინა, დაემთხვეოდა თუ არა დაკვირვებული პრეცესიები ზოგადი ფარდობითობის პროგნოზებს. ასეც მოხდა.
„ვარსკვლავსა და მის ორბიტაზე 25 წლის განმავლობაში ჩატარებული დაკვირვებების შედეგად, ჩვენმა უზუსტესმა გაზომვებმა მტკიცედ დააფიქსირა S2-ის შვარცშილდის პრეცესია მშვილდოსანი A*-ს გარშემო მოძრაობისას“, — ამბობს ასტროფიზიკოსი სტეფან გილესენი.
თუმცა, ეს ჯერ ყველაფერი არ არის. S2-ის პრეცესიის გამოსათვლელად, საჭიროა ვიცოდეთ მშვილდოსანი A*-ს ზუსტი მასა. როგორც მტკიცებულებები მიუთითებს, მისი მასა ჩვენი მზისაზე დაახლოებით 4-მილიონჯერ მეტია. დაკვირვებული ორბიტის მოსარგებად, ფარდობითობის განტოლებები ასევე მოითხოვდა დაახლოებით 4 მილიონი მზის მასას.
ეს გახლავთ მშვილდოსანი A*-ს მასის კიდევ ერთი დადასტურება. გარდა ამისა, ეს ფაქტი ასტრონომებს მისი ორბიტის მიმდებარე სივრცის კვლევის საშუალებასაც აძლევს. მაგალითად, თუკი ახლომახლოს იქნებოდა კიდევ ერთი მასიური ობიექტი, მაგალითად, საშუალომასიანი შავი ხვრელი, ის ორბიტაზე აუცილებლად მოახდენდა გავლენას. ასეთი ორბიტული გავლენის ვერ პოვნა კი ნიშნავს იმას, რომ ჩვენ ვიცით, როგორია გალაქტიკის ცენტრი.
„იმის გამო, რომ S2-ზე ჩატარებული გაზომვები კარგად ეთავსება ზოგად ფარდობითობას, შეგვიძლია დავაწესოთ მკაცრი ლიმიტები იმის შესახებ, თუ რამდენი უხილავი მასალა, მაგალითად ბნელი მატერია ან შესაძლო პატარა შავი ხვრელია წარმოდგენილი მშვილდოსანი A*-ს გარშემო“, — ამბობენ პარიზის სიტეს ობსერვატორიის ასტროფიზიკოსები, გაი პერინი და კარენ პერო.
მათივე თქმით, ასეთი კვლევები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია სუპერმასიური შავი ხვრელების ფორმაციისა და ევოლუციის შესასწავლად.
და როგორი საოცარია, როცა ეს ყველაფერი ერთი ვარსკვლავის წყალობით ხდება.
კვლევა ჟურნალ Astronomy & Astrophysics-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია eso.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
