Hasil analisis data observasi astronomi selama 26 tahun tersebut merupakan konfirmasi resmi dari prediksi teori relativitas umum tentang keanehan gerak bintang di medan gravitasi kuat lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti. Ini dilaporkan dalam sebuah artikel di jurnal ilmiah Astronomy & Astrophysics.
Objek penelitian para ilmuwan selama ini adalah bintang S2, yang terletak di sebelah lubang hitam supermasif Sagitarius A *, yang terletak di pusat galaksi Bima Sakti. Lubang hitam memiliki massa empat juta kali massa Matahari dan terletak 26 ribu tahun cahaya dari Bumi. Bintang S2 itu sendiri, yang termasuk dalam tipe spektral B, adalah salah satu bintang yang paling banyak dipelajari yang termasuk dalam gugus-S, sekelompok bintang yang bergerak cepat yang ditemukan pada tahun 2002.
“Ini hanyalah pendekatan kedua antara S2 dan lubang hitam yang bisa kami lacak. Di sisi lain, akurasi instrumen telah meningkat secara nyata selama sepuluh tahun terakhir, memungkinkan pertemuan ini dilacak pada resolusi ultra-tinggi. Kami telah mempersiapkan dengan hati-hati untuk acara ini selama beberapa tahun, karena memungkinkan kami untuk menguji dalam praktek kekhasan efek relativistik,”kata Reinhard Gentzel dari Institut Max Planck untuk Fisika Luar Angkasa di Garching (Jerman).
Lubang hitam itu dikelilingi oleh beberapa lusin bintang dan beberapa awan gas besar, yang secara berkala mendekatinya pada jarak yang berbahaya. Menurut teori relativitas umum Einstein, pertemuan ini dan efek relativistik yang terkait dengannya akan memiliki efek khusus pada orbit bintang, menggeser perisentrumnya. Dan para ilmuwan dapat mengkonfirmasi hal ini dalam praktiknya.
Pada tahun 2003, bintang tersebut mendekati lubang hitam pada jarak yang berbahaya, yang untuk pertama kalinya memungkinkan astrofisikawan untuk melacak apakah lintasannya berubah di bawah pengaruh tarikan lubang hitam. Penyesuaian bintang berikutnya dengan Sagitarius A * hanya terjadi pada bulan Mei tahun ini, yang telah dipersiapkan oleh para ilmuwan untuk waktu yang sangat lama dan hati-hati. Acara tersebut diikuti oleh beberapa teleskop terkemuka dunia.
Hubble, VLT dan observatorium Bumi utama lainnya telah mulai melakukan pengamatan hampir konstan terhadap S2 sejak April tahun ini, menggunakan instrumen SINFONI, GRAVITY dan NACO yang beroperasi dalam rentang spektrum inframerah dan inframerah dekat.
Yang penting adalah data yang dikumpulkan pada Mei 2018, ketika bintang itu mendekati lubang hitam yang berjarak kurang dari 20 miliar kilometer. Efek interaksi antara lubang hitam dan bintang itu begitu kuat sehingga lubang hitam itu mempercepat kecepatan bintang itu menjadi 25 juta kilometer per jam (hampir 3 persen dari kecepatan cahaya).
Video promosi:
Para ilmuwan mencatat bahwa interaksi, khususnya, terwujud dalam perubahan tajam warna bintang di bawah pengaruh apa yang disebut pergeseran merah gravitasi - "peregangan" gelombang elektromagnetik ketika mereka menghantam daerah dengan medan gravitasi yang kuat. Dalam kasus S2, bintang tampak "memerah" saat mendekati Sagitarius A *, setelah itu, setelah beberapa saat, ia memperoleh warna biasanya. Kekuatan efek ini, seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan VLT, sepenuhnya konsisten dengan apa yang diprediksi oleh teori relativitas dan fenomena terkait pelebaran waktu gravitasi.
“Pengamatan awal kami untuk S2 dengan instrumen GRAVITY dimulai sekitar dua tahun lalu. Bahkan kemudian, kami mengidentifikasi efek pergeseran merah yang jelas terkait dengan lubang hitam, yang sekali lagi menegaskan teori relativitas umum Einstein,”kata ahli astrofisika Frank Eisenhower, yang bekerja dengan spektograf GRAVITY dan SINFONI.
"Selama pendekatan terdekat kami, kami bahkan melihat cahaya samar di sekitar lubang hitam di sebagian besar gambar, yang memungkinkan kami melacak orbit bintang dengan sangat dekat dan akhirnya menyaksikan pergeseran merah gravitasi S2."
Demikian pula, para ilmuwan telah memastikan bahwa gerakan S2 menyimpang dari orbit Newtonian biasanya dengan jumlah yang dihitung menggunakan kalkulasi Einstein. Keduanya, menurut Genzel dan timnya, sekali lagi membuktikan bahwa Einstein benar dalam menggambarkan bagaimana jalinan ruang-waktu dan seluruh alam semesta berperilaku.
Para peneliti mengatakan mereka sekarang memiliki laboratorium alami untuk studi lubang hitam supermasif dan efek relativistik.
Nikolay Khizhnyak
