Mô phỏng hiệu ứng vật thể chuyển động theo thuyết tương đối rộng của Einstein. Ảnh: ASD News.
Quỹ đạo phức tạp của ngôi sao có hình dạng giống như hoa hồng, thay vì hình elip như dự đoán trong thuyết hấp dẫn của Newton. Kết quả được nhóm nghiên cứu rút ra sau gần ba thập kỷ quan sát vật thể bằng các phép đo tinh tế, cho phép các nhà khoa học giải mã những bí ẩn về hố đen siêu lớn Sagittarius A* ở trung tâm thiên hà Milky Way.
"Thuyết tương đối rộng của Einstein dự đoán rằng quỹ đạo của một vật thể quay quanh một vật thể khác không khép kín như thuyết hấp dẫn của Newton, mà di chuyển trong một mặt phẳng chuyển động", Reinhard Genzel, Giám đốc Viện Vật lý Ngoài Trái Đất Max Planck (MPE) ở Garched, Đức giải thích. "Hiệu ứng này lần đầu tiên được quan sát thấy trong quỹ đạo của sao Thủy quanh Mặt Trời và 100 năm sau, chúng ta đã phát hiện hiệu ứng tương tự trong chuyển động của một ngôi sao quay quanh hố đen ở trung tâm dải Ngân Hà. Bước đột phá này củng cố giả thuyết Sagittarius A* là một hố đen siêu khối lượng nặng gấp 4 triệu lần Mặt Trời".
Nằm cách Trái Đất khoảng 26.000 năm ánh sáng, Sagittarius A* được bao quanh bởi cụm sao dày đặc. Một trong số đó là S2, ngôi sao có cận điểm quỹ đạo chỉ cách hố đen 20 tỷ km, kiến nó trở thành một trong những vật nhất gần nhất được tìm thấy trên quỹ đạo của Sagittarius A*. Ở cận điểm quỹ đạo, S2 bay với tốc độ gần bằng 3% tốc độ ánh sáng, hoàn thành một vòng quay xung quanh hố đen sau mỗi 16 năm.
Hầu hết các ngôi sao và hành tinh đều có quỹ đạo "không tròn hoàn hảo". Do đó, chúng có thể di chuyển gần hơn hoặc xa vật thể mà chúng xoay quanh. Các quỹ đạo của S2 thay đổi mỗi lần nên điểm gần nhất của nó so với hố đen cũng thay đổi. Thuyết tương đối rộng cung cấp một dự đoán chính xác về mức độ thay đổi quỹ đạo và các phép đo mới sử dụng trong nghiên cứu cho kết quả hoàn toàn khớp với lý thuyết.
"Vì phép đo được thực hiện trên S2 tuân theo thuyết tương đối rộng, chúng tôi có thể đặt ra các giới hạn nghiêm ngặt về số lượng vật chất vô hình, như các hố đen nhỏ hơn và vật chất tối, có thể hiện diện xung quanh hố đen siêu lớn", Guy Perrin và Karine Perraut, các nhà khoa học hàng đầu của dự án cho biết thêm.
Nghiên cứu, được thực hiện bởi các nhà thiên văn học quốc tế từ Pháp, Bồ Đào Nha, Đức và ESO - do Tiến sĩ Frank Eisenhauer từ MPE dẫn đầu - đã được công bố trên tạp chí Astronomy & Astrophysics hôm 26/4.
Đoàn Dương (Theo Sciene Daily)