Инструмент GRAVITY, работающий с четырьмя 8.2-метровыми телескопами, входящими в состав телескопа Very Large Telescope (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO), произвел первые в своей истории наблюдения за центром нашей галактики, галактики Млечного Пути. GRAVITY является составной частью интерферометра VLT Interferometer. Комбинируя свет, полученный четырьмя разными телескопами, этот инструмент позволяет достичь разрешающей способности, эквивалентной разрешающей способности одного 130-метрового телескопа. По уровню детализации получаемых изображений инструмент GRAVITY минимум в 15 раз превышает возможности каждого из 8.2-метровых телескопов в отдельности, и это все позволяет производить измерения, связанные с различными параметрами астрономических объектов, с беспрецедентным на сегодняшний день уровнем точности.

Одной из основных задач, для которых создавался инструмент GRAVITY, является получение высокодетализированных изображений области пространства, окружающей черную дыру Sagittarius A* (Sgr A*), масса которой эквивалентна массе 4 миллионов Солнц и которая находится в самом центре Млечного Пути. Масса и точное положение этой черной дыры известны астрономам с 2002 года, эти данные были получены путем расчетов, исходными данными для которых являлись траектории движения звезд и других объектов, вращающихся вокруг черной дыры. Знание орбит вращения звезд позволило ученым вычислить воздействующие на них гравитационные силы, а из этого — вычислить массу и размеры черной дыры.

Использование же инструмента GRAVITY позволит ученым исследовать гравитационное поле черной дыры с еще большей степенью детализации, что, в свою очередь, позволит провести проверку некоторых постулатов Общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Впервые инструмент GRAVITY был использован для наблюдений за звездой под названием S2, которая вращается вокруг черной дыры с периодом обращения в 16 лет. Звезда S2 имеет очень слабое свечение, ее практически невозможно увидеть при помощи даже достаточно мощного оптического телескопа. Инструмент же GRAVITY зафиксировал эту звезду буквально через несколько минут наблюдений и осуществлял слежение за ней в автоматическом режиме.

В скором времени ученые получат возможность собирать данные об орбитальном движении звезд вокруг черной дыры с точностью, которая эквивалентна определению с Земли положения объекта на Луне с точностью до одного сантиметра. Это, в свою очередь, позволит им определить подчиняется ли движение звезд постулатам Общей теории относительности, или звезды движутся вблизи черной дыры по каким-либо другим законам.

Однако, получения первых достоверных результатов можно будет ожидать только в 2018 году, когда звезда S2 будет находиться в точке орбиты, расположенной на минимальном удалении от черной дыры Sgr A*. В этот момент звезду и черную дыру будет разделять расстояние 17 световых часов, а звезда будет двигаться относительно черной дыры со скоростью почти в 30 миллионов километров в час, что составляет почти 2.5 процента от скорости света. При такой скорости и на таком расстоянии воздействие эффектов, определенных Общей теорией относительности, должно проявляться с максимальной эффективностью, и наблюдения, проведенные при помощи инструмента GRAVITY, должны обеспечить данные, имеющие весьма далеко идущие научные последствия. А следующий шанс провести подобные измерения представится не ранее, чем еще через 16 лет.