ESO de ve danza estrella alrededor del agujero negro supermasivo, demuestra Einstein derecha

"Relatividad general de Einstein predice que las órbitas encuadernadas de un objeto alrededor de otro no están cerradas, como en newtoniana de la gravedad, pero precesión hacia delante en el plano de movimiento. Este famoso efecto, por primera vez en la órbita del planeta Mercurio alrededor del Sol, fue el primera evidencia a favor de la relatividad general. Cien años después ahora hemos detectado el mismo efecto en el movimiento de una estrella que orbita la fuente de radio compacta Sagitario a * en el centro de la Vía Láctea. Este avance observación refuerza la evidencia de que Sagitario a * debe haber un agujero negro supermasivo de 4 millones de veces la masa del Sol ", dice Reinhard Genzel, director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Garching, Alemania y el arquitecto de los 30 años de duración del programa que conducido a este resultado.

Situado 26.000 años luz del Sol, Sagitario A * y el denso cúmulo de estrellas a su alrededor, un laboratorio único para el ensayo de la física en un régimen de otro modo sin explorar y extrema de la gravedad. Una de estas estrellas, S2, barridos en hacia el agujero negro supermasivo a una distancia mínima de menos de 20 mil millones de kilómetros (ciento veinte veces la distancia entre el Sol y la Tierra), por lo que es una de las estrellas más cercanas que se ha encontrado en torno a la órbita el gigante masiva. En su aproximación más cercana al agujero negro, S2 se precipitaba por el espacio a casi el tres por ciento de la velocidad de la luz, completando una órbita una vez cada 16 años. "Después de seguir la estrella en su órbita durante más de dos décadas y media, nuestras mediciones exquisitos robusta detectan la precesión de Schwarzschild de S2 en su camino alrededor de Sagitario A *," dice Stefan Gillessen del error máximo permitido, que dirigió el análisis de las mediciones publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

La mayoría de las estrellas y los planetas tienen una órbita no circular y por lo tanto se mueven más cerca y más lejos del objeto que giran alrededor. movimiento de precesión de la órbita de S2, lo que significa que la ubicación de su punto más cercano al agujero negro cambia con cada vuelta, de manera que la siguiente órbita se hace girar con respecto a la anterior, creando una forma de roseta. La relatividad general proporciona una predicción precisa de la cantidad de sus cambios de órbita y las últimas mediciones de esta investigación coinciden exactamente con la teoría. Este efecto, conocido como precesión de Schwarzschild, nunca antes se había medido para una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo.

El estudio con el VLT de ESO también ayuda a los científicos a aprender más sobre la vecindad del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. "Debido a que las mediciones S2 siguen relatividad general tan bien, podemos establecer límites estrictos sobre el material invisible la cantidad, como la materia oscura distribuida o posibles agujeros negros más pequeños, está presente alrededor de Sagitario A *. Esto es de gran interés para la comprensión de la formación y la evolución de los agujeros negros supermasivos ", dicen de Guy Perrin y Karine Perraut, los principales científicos franceses del proyecto.

Este resultado es la culminación de 27 años de observaciones de la estrella S2 usando, por la mejor parte de este tiempo, una flota de instrumentos en el VLT de ESO, ubicado en el desierto de Atacama en Chile. El número de puntos de datos marcado indica posición y velocidad de la estrella a la minuciosidad y exactitud de la nueva investigación: el equipo formado más de 330 mediciones en total, utilizando la gravedad, instrumentos SINFONI y Naco. Debido S2 lleva años en orbitar el agujero negro supermasivo, que era crucial para seguir la estrella durante cerca de tres décadas, para desentrañar las complejidades de su movimiento orbital.

La investigación fue realizada por un equipo internacional dirigido por Frank Eisenhauer del error máximo permitido con colaboradores de Francia, Portugal, Alemania y ESO. La composición del equipo hasta la colaboración GRAVEDAD, el nombre del instrumento que desarrollaron para el Interferómetro VLT, que combina la luz de los cuatro telescopios VLT de 8 metros en un súper telescopio (con una resolución equivalente a la de un telescopio de 130 metros de diámetro ). El [mismo equipo informó en 2018], otro efecto predicho por la relatividad general: vieron la luz recibida de S2 se estira hacia longitudes de onda más largas como la estrella pasó cerca de Sagitario A *. "Nuestro resultado anterior ha demostrado que la luz emitida por la estrella experimenta la relatividad general. Ahora hemos demostrado que la propia estrella detecta los efectos de la relatividad general", dice Paulo García, investigador del Centro de Portugal para la Astrofísica y la gravitación y una de las los científicos principales del proyecto de la gravedad.

Con próxima Extremely Large Telescope de ESO, el equipo cree que sería capaz de ver mucho más débiles orbitando estrellas aún más cerca del agujero negro supermasivo. "Si tenemos suerte, podríamos capturar estrellas lo suficientemente cerca que en realidad se siente la rotación, el giro, del agujero negro", dice Andreas Eckart de la Universidad de Colonia, otro de los principales científicos del proyecto. Esto significaría astrónomos serían capaces de medir las dos cantidades, giro y masa, que caracterizan a Sagitario A * y definir el espacio y el tiempo a su alrededor. "Eso sería de nuevo un nivel completamente diferente de poner a prueba la relatividad", dice Eckart.