پایکوبی موزون یک ستاره به دور ابرسیاهچاله راه شیری؛ تاییدی دیگر بر نظریه نسبیت عام - پایگاه خبری شیرگاه نیوز

اخترشناسان در این پژوهش از داده هایی که در طول حدود 27 سال گردآوری شده بود استفاده کردند. رصدها نشان می داد که ستاره مورد نظر در مداری خاص، و نه در مداری بیضوی که نظریه گرانش نیوتن پیش بینی می کرد، به دور ابرسیاهچاله مرکز راه شیری می چرخد. مداری که شکل آن شبیه به گل است.

پژوهش جدید اخترشناسان در واقع به نوعی تکمیل نماینده یکی از اولین تاییدهای نظریه نسبیت عام اینشتین بود. تا پیش از ارائه این نظریه اخترشناسان مشکلاتی در شرح دقیق مدار سیاره عطارد، نزدیک ترین سیاره منظومه شمسی به خورشید، داشتند. با انتشار نظریه نسبیت عام و استفاده از این نظریه اما مشکل مربوط به مدار عطارد به طور کامل حل و شرح داده شد. اکنون اخترشناسان با آنالیز حرکت یک ستاره به دور ابرسیاهچاله مرکز راه شیری به نتیجه ای مشابه رسیدند و مهر تاییدی دیگر بر نظریه نسبیت عام زده شد.

ابرسیاهچاله راه شیری که *Sagittarius A نام دارد در فاصله 26 هزار سال نوری از زمین و در مرکز کهکشان واقع شده است. جرم این ابرسیاهچاله حدود چهار میلیون برابر جرم خورشید است. *Sagittarius A و ستاره های اطراف آن سوژه مناسبی برای پژوهش های اخترشناسان است.

در پژوهش اخیر دانشمندان ستاره ای با نام S2 را به دقت و برای مدتی طولانی زیر نظر گرفتند. این ستاره در نزدیک ترین حالت به فاصله حدودا 20 میلیارد کیلومتری ابرسیاهچاله می رسد. یعنی چیزی در حدود 120 برابر فاصله زمین از خورشید. با این حال S2 یکی از نزدیک ترین ستاره های شناخته شده به ابرسیاهچاله راه شیری است. ستاره S2 تقریبا هر 16 سال یک بار به دور *Sagittarius A می گردد.

بیشتر ستاره ها و سیارات در مدارهایی بیضوی حرکت می نمایند و فاصله شان از جرمی که به دور آن می گردند کم (در زمان حضیض مداری) و زیاد (در زمان اوج مداری) می گردد. ماجرا برای ستاره S2 که در فاصله کمی از سیاهچاله بسیار پرجرم مرکز راه شیری قرار گرفته اما کمی متفاوت است. نتایج رصدهای اخترشناسان نشان داد که موقعیت نقطه حضیض مداری این ستاره در هر بار گردش آن به دور سیاهچاله تغییر می نماید. و این چیزی بود که اینشتین در نظریه نسبیت عام آن را به طور دقیق شرح داده بود.

نتایج رصدهای اخیر به طور کامل با نظریه نسبیت عام همخوانی دارد. به این ترتیب در این پژوهش طولانی مدت اخترشناسان توانستند برای اولین بار این اثر پیش بینی شده در نظریه نسبیت عام را برای ستاره ای که به دور یک ابرسیاهچاله واقع شده است اندازه گیری نمایند.

اخترشناسان در این پژوهش به مدت 27 سال ستاره S2 را به دقت زیر نظر گرفتند. دانشمندان در این مطالعه از تلسکوپ بسیار عظیم (VLT) رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) بهره بردند. این تیم پژوهشی در طول این سال ها در مجموع 330 بار موقعیت و سرعت ستاره S2 را اندازه گیری کردند. با توجه به این که هر بار گردش ستاره S2 به دور ابرسیاهچاله مرکز راه شیری حدود 16 سال طول می کشد برای رسیدن به دقت لازم در مشخص مدار این ستاره دنبال کردن آن در زمانی طولانی ضروری بود.

رصدخانه جنوبی اروپا اکنون در حال ساخت تلسکوپی 39 متری با نام ELT است. تلسکوپی که در اواسط دهه 2020 برای اولین بار به آسمان خیره خواهد شد و حتی می تواند ستاره هایی کم نورتر و نزدیک تر به ابرسیاهچاله راه شیری را ثبت کند.

به گفته Andreas Eckart از دانشگاه Cologne که در این پروژه مشارکت داشته آنالیز ستاره های اطراف ابرسیاهچاله راه شیری با تلسکوپ ELT سطح کاملا متفاوتی از آزمایش نسبیت را رقم خواهد زد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از مدار ستاره S2 به دور ابرسیاهچاله راه شیری.

Credit: ESO/L. Calçada

منبع: ESO