Hình 1. Hình ảnh trung tâm Ngân hà với sao S2 và lỗ đen SgrA*.
Để đưa ra được kết luận này, trong gần 3 thập kỷ qua, S2 đã được quan sát bởi Kính thiên văn rất lớn (Very Large Telescope - VLT) do Tổ chức châu Âu nghiên cứu thiên văn ở Nam bán cầu (ESO) lắp đặt tại sa mạc Atacama (Chile), cùng với hơn 330 phép đo đã được thực hiện bằng các dụng cụ kính thiên văn khác nhau.
Các nhà thiên văn học cho biết, 2 kết quả quan trọng nhất của nghiên cứu là: xác định được hình dáng quỹ đạo của sao S2 và ánh sáng S2 phát ra trong quá trình chuyển động, cụ thể:
- Quỹ đạo của S2: là quỹ đạo tiến động Schwarzschild (Schwarzschild precession), giống như một hoa hồng, chứ không phải là hình ellip như trong lý thuyết Newton (hình 2). Như chúng ta đã biết, lý thuyết của Einstein cũng đã tiên đoán tiến động của sao Thủy quanh Mặt trời.
Hình 2. Quỹ đạo Newton có màu đỏ (nằm yên), quỹ đạo Einstein có mầu xanh.
Lỗ đen Sgr A* là một lỗ đen siêu nặng (gấp 4 triệu lần khối lượng Mặt trời), nằm cách Mặt trời 26.000 năm ánh sáng. S2 là sao quay quanh gần nhất lỗ đen này, một vòng quay lâu khoảng 16 năm trong tiến động Schwarzschild. Sự phát hiện này sẽ giúp làm sáng tỏ sự hình thành và quá trình tiến triển của các lỗ đen siêu nặng.
- Ánh sáng do S2 phát ra: các nhà thiên văn đã nhìn thấy sóng ánh sáng phát ra từ S2 dài hơn khi sao sao này đi qua gần Sagittarius A* đúng theo Thuyết tương đối rộng. Đây là hiệu ứng lệch về phía đỏ (red shift) của ánh sáng lúc ánh sáng đi đến vùng hấp dẫn mạnh hơn (hình 3). Hiệu ứng này cũng đã được dự đoán trong Thuyết tương đối rộng của Einstein hơn 100 năm trước.
Hình 3. Trên hình vẽ, chúng ta thấy khi sao S2 đến gần lỗ đen thì ánh sáng phát ra có màu đỏ dần dần.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. https://phys.org/news/2020-04-eso-telescope-star-supermassive-black.html
2. https://www.aanda.org/