Những tác động tinh tế của thuyết tương đối lên các ngôi sao quay quanh lỗ đen siêu nặng ở trung tâm Dải Ngân hà lần đầu tiên được nhìn thấy.
Các quan sát đã cho phép các nhà lý thuyết kiểm tra thuyết tương đối ở một trong những môi trường khắc nghiệt nhất của nó – gần một lỗ đen.
Nặng hơn bốn triệu lần khối lượng Mặt Trời, Sagittarius A* (Sag A*) là quái vật của hố đen và cư trú ở trung tâm Dải Ngân hà cách chúng ta 26.000 năm ánh sáng.
Nó được bao quanh bởi một họ các ngôi sao bị khóa trong một quỹ đạo chặt chẽ xung quanh nó, được gọi là sao S.
Các nhà thiên văn học đã sử dụng Kính viễn vọng Rất lớn của ESO để đo quỹ đạo của một trong số chúng, S2, rất chính xác và nhận thấy đường đi của nó hơi lệch khỏi hình dạng mà cơ học cổ điển có thể dự kiến.
Marzieh Parsa, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Trung tâm Thiên hà thực sự là phòng thí nghiệm tốt nhất để nghiên cứu các ngôi sao trong môi trường tương đối tính.
“Tôi ngạc nhiên về mức độ hiệu quả mà chúng tôi có thể áp dụng các phương pháp mà chúng tôi đã phát triển với các ngôi sao mô phỏng vào dữ liệu có độ chính xác cao đối với các ngôi sao vận tốc cao trong cùng gần với lỗ đen siêu lớn.”
Sự chú ý đã chuyển sang S2 trong những năm gần đây vì vào năm 2018, quỹ đạo 15 năm của S2 sẽ tiếp cận gần nhất với Sag A*.
Để chuẩn bị, nhóm đã lập bản đồ quỹ đạo của ngôi sao với độ chính xác cao bằng cách sử dụng các thiết bị quang học thích ứng cận hồng ngoại của VLT.
Tuy nhiên, phần quan trọng nhất đã được chứng minh là phần ở xa quỹ đạo của S2, vì đây là phần giúp xác định hình dạng của quỹ đạo.
Andreas Eckart, từ Đại học Cologne, người đứng đầu nhóm nhận xét: “Trong quá trình phân tích, chúng tôi nhận ra rằng để xác định các hiệu ứng tương đối tính cho S2, người ta chắc chắn cần phải biết toàn bộ quỹ đạo với độ chính xác rất cao”.
Bằng cách nghiên cứu các ngôi sao xung quanh Sag A*, các nhà quan sát hy vọng tìm hiểu thêm về hố đen đang kiểm soát chúng.
Những phép đo này đã giúp tăng độ chính xác của các phép đo khoảng cách và khối lượng của lỗ đen.
Việc theo dõi S2 sẽ tiếp tục trong vài năm nữa khi nó tiến gần nhất.
Các nhà nghiên cứu sẽ không chỉ tìm kiếm thuyết tương đối mà còn tìm kiếm bất kỳ sai lệch nào so với thuyết tương đối, vì đây có thể là dấu hiệu của vật lý chưa từng được biết đến trước đây chỉ có thể xảy ra ở rìa của một lỗ đen.