لقد عرف الفلكيون لبعض الوقت أن هناك نجمًا واحدًا يدور بالقرب من الثقب الأسود في مركز مجرتنا. تقول الفلكية أندريا غيز من جامعة كاليفورنيا ، إن القدرة على مشاهدة هذين النجمين في "تانجو" قصير حول الثقب الأسود سيساعد العلماء في قياس آثار انحناء الزمكان ، وينبغي أن يكونوا قادرين على تحديد ما إذا كان ألبرت أينشتاين على حق في تنبأه بكيفية أن الثقوب السوداء يمكن أن تشوه المكان والزمان.
قال غيز: "يسعدني للغاية أن أجد نجمين يدوران حول الثقب الأسود الهائل في مجرتنا في أقل بكثير من عمر الإنسان". "إن تانجو [هذه النجوم] هي التي ستكشف الهندسة الحقيقية للفضاء والزمن بالقرب من ثقب أسود للمرة الأولى. لا يمكن إجراء هذا القياس بنجمة واحدة فقط. "
هناك ما يقرب من 3000 نجم تدور حولها إلى حد ما بالقرب من الثقب الأسود ، ومعظمها مدارات من 60 سنة أو أكثر.
يدور النجم القريب السابق ، S0-2 ، حول الثقب الأسود كل 15.5 سنة. والآن ، يدور النجم الذي عُثر عليه حديثًا ، ويدعى S0-102 ، حول الثقب الأسود في 11.5 عامًا ، وهو أقصر مدار معروف لأي نجم بالقرب من هذا الثقب الأسود.
إعادة بناء مداري نجمين - S0-2 و S0-102 - بالقرب من الثقب الأسود في مركز درب التبانة. (يتم تصوير مدارات النجوم الأخرى أيضًا بخطوط باهتة.) الخلفية هي صورة حقيقية عالية الدقة للأشعة تحت الحمراء للمنطقة. الائتمان: Andrea Ghez et al./UCLA/Keck
بنفس الطريقة التي تدور بها الكواكب حول الشمس ، كل من S0-102 و S0-2 في مدار بيضاوي الشكل حول الثقب الأسود المركزي. قال غيز أن الحركة الكوكبية في نظامنا الشمسي كانت الاختبار النهائي لنظرية الجاذبية لنيوتن قبل 300 عام ، والآن ستكون حركة S0-102 و S0-2 الاختبار النهائي لنظرية أينشتاين للنسبية العامة ، والتي تصف الجاذبية بأنها نتيجة لانحناء المكان والزمان.
قال غيز: "الشيء المثير حول رؤية النجوم تمر عبر مدارها الكامل ليس فقط أنه يمكنك إثبات وجود ثقب أسود ولكن لديك الفرصة الأولى لاختبار الفيزياء الأساسية باستخدام حركات هذه النجوم". "إن إظهار أنه يدور في شكل قطع ناقص يوفر كتلة الثقب الأسود الهائل ، ولكن إذا تمكنا من تحسين دقة القياسات ، يمكننا أن نرى انحرافات عن القطع الناقص المثالي - وهو توقيع النسبية العامة."
وقال غيز إنه مع اقتراب النجوم من أقرب نقطة ، ستتأثر حركتها بانحناء الزمكان ، وسيتشوه الضوء الذي ينتقل من النجوم إلينا.
S0-2 ، وهو أكثر سطوعًا بمقدار 15 مرة من S0-102 ، سيخترق أقرب نهج له إلى الثقب الأسود في 2018. S0-102 سيقترب من أقرب نهج له في عام 2021 ، لذلك سيراقب الفريق هذه النجوم أثناء قال غيز: `` اقترب بشكل محير ، لكن ليس قريبًا بما يكفي للانغماس.
تراقب غيز وزملاؤها S0-2 منذ عام 1995. وفي عام 2000 ، أبلغت هي وفريقها - لأول مرة - أن علماء الفلك رأوا النجوم تتسارع حول الثقب الأسود الهائل. أظهر بحثهم أن ثلاث نجوم تسارعت أكثر من 250 ألف ميل في الساعة أثناء دورانها حول الثقب الأسود. وقال غيز إن سرعة S0-102 و S0-2 يجب أن تتسارع أيضًا بأكثر من 250 ألف ميل في الساعة في أقرب نهج.
قال غيز: "حقيقة أنه يمكننا العثور على نجوم قريبة جدًا من الثقب الأسود أمر استثنائي". "إنها لعبة كرة قدم جديدة تمامًا ، من حيث أنواع التجارب التي يمكننا القيام بها لفهم كيفية نمو الثقوب السوداء بمرور الوقت ، والدور الذي تلعبه الثقوب السوداء الهائلة في مركز المجرات ، وما إذا كانت نظرية النسبية العامة لأينشتاين صالحة بالقرب من الثقب الأسود ، حيث لم يتم اختبار هذه النظرية من قبل. من المثير أن يكون لدينا الآن وسيلة لفتح هذه النافذة ".
تم البحث باستخدام تلسكوبات كيك. نُشرت ورقة الفريق في 5 أكتوبر في مجلة Science.
المصدر: جامعة كاليفورنيا
شرح الصورة الرئيسية: يركز تلسكوب Keck I و Keck II على نجمين يدوران حول الثقب الأسود Milky Way. خلفية الصورة الخلفية: دان بيرشال / سوبارو تلسكوب على ماونا كيا ، هاواي. التراكب الذي أنشأته البروفيسور أندريا غيز وفريقها البحثي في جامعة كاليفورنيا ، وهم من مجموعات البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام تلسكوبات دبليو إم كيك.
