Albert Einstein had gelijk over zwaartekracht. Dat blijkt nog maar weer eens, ditmaal uit de beweging van een ster rond het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg.
Astronomen hebben de ster S2 maar liefst 27 jaar geobserveerd. Nu is eindelijk de omloopbaan ervan precies genoeg in kaart gebracht om een vreemd verschijnsel waar te nemen, dat is voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie.
S2 draait elke pakweg 16 jaar rond het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Sinds 1992 staan enkele van de krachtigste telescopen ter wereld erop gericht.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
‘De precisie waarmee we nu kunnen meten hoe het zwarte gat en de ster ten opzichte van elkaar bewegen, is vergelijkbaar met het bekijken van een voetbalwedstrijd op de maan. Om die te kunnen volgen, moet je de grootte van de voetbal tot op enkele centimeters nauwkeurig kunnen meten’, zegt astrofysicus Frank Eisenhauer van het Max Planck-instituut voor buitenaardse fysica in Duitsland.
Madeliefje/rozet
Samen met collega’s ploegde Eisenhauer door de stapels aan telescoopmetingen van S2. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk blad Astronomy & Astrophysics.
Het team ontdekte dat de ster niet de baan volgt die je zou verwachten op basis van de fundamentele zwaartekrachtswetten van Isaac Newton. In plaats van simpelweg baan na baan hetzelfde pad te volgen, draait S2 elke keer in een andere richting rond het zwarte gat. Zijn volledige pad krijgt daarmee een vorm die een beetje doet denken aan een madeliefje.
‘Wanneer je een ster in een omloopbaan stopt, beweegt die normaal gesproken langs een gesloten ellips’, zegt Eisenhauer. ‘Maar wanneer de zwaartekracht erg sterk is, is die ellips elke baan op een andere plek, waardoor de volledige baan de vorm van een rozet krijgt.’
Ruimtetijd
Dat de ster op deze manier zou bewegen, was al voorspeld op basis van Einsteins algemene relativiteitstheorie. Die theorie schrijft voor dat het zwarte gat de ruimtetijd rondom zich vervormt, waarbij die de banen van nabije sterren meesleept.
Het verschijnsel was al gezien in ons eigen zonnestelsel: de baan van Mercurius is ook eerder rozetvormig dan elliptisch. In het centrum van de Melkweg komt het echter duidelijker naar voren. Het zwarte gat is namelijk vele malen zwaarder dan de zon, zodat het de ruimtetijd veel drastischer vervormt. Maar in één opzicht is de situatie niet anders dan bij Mercurius: Einstein had gelijk.
