Galaksije Strelec A* (Sagittarius A) je ime za supermasivno črno luknjo v središču naše Galaksije, ki se ponaša z maso 4,3-milijonkrat večjo od mase našega Sonca. Do tega doslej najnatančneje izmerjenega podatka so prišli astrofiziki z meritvami, ki so potekale z vrhunskim instrumentom GRAVITY na ESO-vem interferometru VLTI (Very Large Telescope Interferometer) v Čilu, ki deluje v infrardečem območju valovnih dolžin svetlobe.
Že kar nekaj časa vemo, da je okoli središčne črne luknje razsuta kopica zvezd, ki krožijo v njenem gravitacijskem polju. Spremljanje njihovega gibanja (meritve hitrosti in tirnic) nam pove, v kako močnem gravitacijskem polju se te zvezde gibljejo, to pa pomeni, da lahko izvemo, kako masivna je črna luknja, ki vse to poganja.
To so danes že dobro znana in več- krat preverjena dejstva, za katera sta Reinhard Genzel (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Nemčija) in Andrea Mia Ghez (University of California, Los Angeles, ZDA) leta 2020 prejela Nobelovo nagrado za fiziko.
Kako masivna je črna luknja?
Zdaj pa se raziskovalci trudijo, da bi o naši črni luknji izvedeli čim več čim bolj natančnih podatkov. Zanima jih, kako masivna je? Ali se vrti okoli svoje osi in če se, kako hitro? Se zvezde v njeni bližini obnašajo natančno tako, kot to predvideva splošna teorija relativnosti? Je v središču Galaksije skritega še kaj drugega? In kot rečeno trenutno najboljše odgovore na zgoraj zastavljena vprašanja dajejo meritve gibanja zvezd v bližini črne luknje.
In prav to so med marcem in julijem 2021 počeli raziskovalci na ESO-vem vrhunskem interferometru VLTI v Čilu, opremljenim z interferometričnim instrumentom GRAVITY, s katerim danes dosegajo najboljšo ločljivost v infrardečem delu spektra v pasu med 2,0 in 2,4 mikrometra. Med rezultati analize zbranih podatkov najbolj preseneča veliko število zvezd (kar nekaj so jih v tej zadnji raziskavi našli prvič), ki so gravitacijsko vezane na središčno črno luknjo.
To je dober podatek, saj večje kot je število zvezd, ki jih lahko spremljajo, bolj natančni so končni rezultati.
Kaj so raziskovalci ugotovili o črni luknji?
Skupina raziskovalcev, ki si je nadela ime GRAVITY Collaboration (med njimi je tudi prej omenjeni Nobelovec Reinhard Genzel), je za analize rezultatov opazovanj uporabljala umetno inteligenco. Na podlagi izdelanega računalniškega modela središčne črne luknje so simulirali, kaj bi moral videti in izmeriti instrument GRAVITY v bližini črne luknje, potem pa so ta predvidevanja primerjali z resničnimi meritvami.
Na podlagi tega so se s spreminjanjem modela črne luknje v več korakih vse bolj približevali najbolj verjetnim lastnostim središčne črne luknje.
Te zadnje meritve so bile doslej najbolj natančne in so dale izboljšane vrednosti orbitalnih parametrov za zvezde S2, S29, S38 in S55. Poleg tega pa so našli še eno novo zvezdo, imenovano S300, ki prav tako kroži okoli središčne črne luknje. Opazovanja so se lani lotili zato, ker je bilo napovedano največje približanje zvezde S29 središčni črni luknji (lahko bi ga imenovali peri- črnoluknje). In res je do njega prišlo maja lani.
Zvezda je okoli izvora Strelec A »švignila« na razdalji 13 milijard kilometrov s hitrostjo 8740 kilometrov na sekundo. Še nobene zvezde doslej niso opazovali med tako bližnjim srečanjem s supermasivno črno luknjo in še pri nobeni zvezdi doslej niso izmerili tako visoke hitrosti. Imamo torej kar dva nova rekorda za Guinnessovo knjigo.
»Interferometrija je zapletena opazovalna tehnika, a na koncu si nagrajen z 20-krat večjo ločljivostjo kot pri opazovanjih s posameznim teleskopom VLT,« pravi astrofizik Frank Eisenhauer (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), ki je bil vodja opazovalne skupine. »In prav to nam je pomagalo razkriti še nekaj skrivnosti našega galaktičnega središča.«
Nova opazovanja v kombinaciji s prejšnjimi znanimi podatki potrjujejo, da zvezde natančno sledijo tirnicam, ki jih napoveduje Einsteinova splošna teorija relativnosti za telesa, ki se gibljejo v gravitacijskem polju okoli črne luknje z maso 4,3 milijona mas Sonca. To je doslej najbolj natančna ocena mase Strelca A.
Mimogrede pa so raziskovalci uspeli tudi natančneje določiti razdaljo do Strelca A, ki je po novem od nas oddaljen 27.000 svetlobnih let. Raziskovalna skupina bo seveda še naprej spremljala gibanje zvezd okoli črne luknje, da bi še natančneje poznali gravitacijsko polje okoli te, Zemlji najbližje supermasivne črne luknje, in da bi lahko določili še druge njene lastnosti.