Het licht van een ster die om het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg draait, houdt zich aan de regels van de algemene relativiteitstheorie. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen dat de ster, die S2 heet, al 26 jaar in de gaten houdt. S2 scheerde afgelopen mei met een snelheid van 7650 kilometer per seconde – ruim 2,5 procent van de lichtsnelheid – langs het zwarte gat (Astronomy & Astrophysics, 26 juli). Het zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat Sagittarius A* wordt genoemd, heeft 4 miljoen keer zoveel massa als de zon. Om het object beweegt een klein groepje sterren. De binnenste van het stel, ‘S2’, doet ongeveer 16 jaar over één omloop om het zwarte gat. Dat is niet veel meer dan de omlooptijd van de planeet Jupiter om de zon. De omloopbaan van S2 is echter veel langgerekter dan die van Jupiter. Het verste punt ervan ligt op 300 miljard kilometer van Sagittarius A*, terwijl het meest nabije punt op minder dan 20 miljard kilometer ligt. Dat betekent dat S2 met tussenpozen van 16 jaar diep het zwaartekrachtveld van het zwarte gat in duikt. Hierdoor ontstaat een relativistisch effect dat gravitationele roodverschuiving wordt genoemd. Simpel gezegd wordt het licht van een object dat zich in een sterk zwaartekrachtveld bevindt enigszins uitgerekt. Daardoor krijgt dit licht een langere golflengte: het wordt ‘roder’. Om te kunnen vaststellen of dit effect daadwerkelijk bij S2 optreedt, moeten astronomen heel nauwkeurig de veranderlijke snelheid van de ster en de vorm van diens omloopbaan meten. Een groot team, onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching, Duitsland, houdt zich daar al sinds 1992 mee bezig. Mettertijd zijn de metingen, die met diverse telescopen en instrumenten van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili zijn gedaan, steeds preciezer geworden. Inmiddels is het beschikbare instrumentarium zelfs in staat om, rond de tijd dat S2 zijn hoogste snelheid bereikt, de dagelijkse verplaatsing van de ster te volgen. De meest recente metingen laten duidelijk zien dat het licht van S2 roder wordt naarmate hij het zwarte gat dichter nadert. En de verandering in golflengte van het licht van de ster is in overeenstemming met de waarde zoals die door Einsteins algemene relativiteitstheorie wordt voorspeld. Binnen enkele jaren hopen de onderzoekers ook enkele subtiele relativistische effecten op de baanbeweging van S2 te kunnen meten. (EE)
