Újabb bizonyítékot találtak a csillagászok Einstein általános relativitáselméletére a Tejútrendszer közepében: először sikerült bizonyítani az úgynevezett gravitációs vöröseltolódás elméletét egy csillagnál, mely egy szupernagy tömegű fekete lyuk körül kering.
A gravitációs vöröseltolódás (más néven Einstein-eltolódás) Albert Einstein általános relativitáselméletéből következik. Eszerint erősebb gravitációs mezőben lassabban múlik az idő. Ez azt jelenti, hogy egy nagytömegű test gravitációs teréből érkező fény frekvenciája a vártnál alacsonyabb, a vörös felé eltolódott lesz.
Reinhard Genzel, a Max Planck Intézet Földön kívüli fizikával foglalkozó részlegének kutatója és munkatársai az S2 jelet viselő csillagot vetették alapos vizsgálat alá és megfigyelték, ahogyan elhalad a galaxis középpontjában lévő nagytömegű fekete lyuk előtt.
A megfigyelést az Európai Űrügynökség (ESO) Nagyon Nagy Teleszkópja (VLT) segítségével végezték, az eredményekről az Astronomy & Astrophysics című szaklapban számoltak be csütörtökön.
Más objektumoknál már korábban is megfigyelték a gravitációs vöröseltolódást, amely a relativitáselmélet egyik fontos tesztje.
Az S2 csillag 15 évente kerüli meg a Földtől 26 ezer fényévnyi távolságra lévő fekete lyukat. Tojásalakú pályáján akár 14 milliárd kilométerre is megközelíti a fekete lyukat. Ekkor a csillag felgyorsul, és a több mint 25 millió kilométer per órás sebességet, így sebessége majdnem eléri a fénysebesség 3%-át.
Einstein több mint száz éve bemutatott elmélete szerint a csillag fényének a fekete lyuk erős gravitációs ereje hatására vörössé kell válnia, a fény hullámhosszának növekedése miatt. Ezt a jelenséget figyelhették meg a kutatók.
A gravitációs vöröseltolódás-elmélet felfedezése egy összesen 26 éves megfigyelési folyamat csúcspontja – emelte ki közleményében a Max Planck Intézet.
„Egy évtizede célzottan kerestük a jelenséget és előkészítettük a kísérletet. Ez a második alkalom, hogy az S2-nek a fekete lyuk előtti nagyon közeli elhaladását megfigyelhettük. Ezúttal azonban a jelentős mértékben fejlődött műszereknek köszönhetően eddig elérhetetlen részletességgel tudtuk figyelemmel követni. Így extrém pontossággal tudtuk követni a csillagot pályáján, és végül bizonyíthattuk a gravitációs vöröseltolódást az S2 spektrumában”
– írja Stefan Gillessen, a tanulmány társszerzője.
Nem ez a gravitációs vöröseltolódás jelenségének első bizonyítéka. A hatást gyengébb gravitációs mezőkben, például a Napnál, a Szíriusz csillagnál és egy radioaktív forrás esetében földi laborban, gammasugarak segítségével is sikerült bizonyítani.
