Astronomii știu de ceva vreme că există o stea orbitând destul de aproape de gaura neagră din centrul galaxiei noastre. Astronomul Andrea Ghez, de la UCLA, spune că abilitatea de a viziona aceste două stele într-o „tango” de scurtă durată în jurul găurii negre va ajuta oamenii de știință să măsoare efectele curburii spațiu-timp și ar trebui să poată determina dacă Albert Einstein avea dreptate în prezicerea lui despre modul în care găurile negre ar putea distruge spațiul și timpul.
"Sunt extrem de încântat să găsesc două stele care orbitează gaura neagră super-masivă a galaxiei noastre în mult mai puțin decât o viață umană", a spus Ghez. „Tango-ul [acestor stele] va dezvălui pentru prima dată adevărata geometrie a spațiului și a timpului lângă o gaură neagră. Această măsurare nu se poate face doar cu o stea. "
Există aproape 3.000 de stele care orbitează oarecum aproape de gaura neagră, iar majoritatea au orbite de 60 de ani sau mai mult.
Steaua apropiată cunoscută anterior, S0-2, orbitează gaura neagră la fiecare 15,5 ani. Și acum, steaua recent găsită, numită S0-102, orbitează gaura neagră într-un 11,5 ani aprins, cea mai scurtă orbită cunoscută a oricărei stele din apropierea acestei găuri negre.
Reconstrucția orbitelor a două stele - S0-2 și S0-102 - în apropierea găurii negre din centrul Calea Lactee. (Orbitele altor stele sunt, de asemenea, descrise de linii mai slabe.) Fundalul este o imagine reală cu infraroșu de înaltă rezoluție a regiunii. Credit: Andrea Ghez et al./UCLA/Keck
În același mod în care planetele orbitează în jurul soarelui, S0-102 și S0-2 sunt fiecare pe o orbită eliptică în jurul găurii negre centrale. Ghez a spus că mișcarea planetară în sistemul nostru solar a fost testul final pentru teoria gravitațională a lui Newton acum 300 de ani, iar acum mișcarea S0-102 și S0-2 va fi testul final pentru teoria relativității generale a lui Einstein, care descrie gravitația ca fiind o consecință a curburii spațiului și timpului.
„Lucrul interesant în a vedea stelele parcurgând orbita lor completă nu este doar faptul că poți dovedi că există o gaură neagră, ci ai prima oportunitate de a testa fizica fundamentală folosind mișcările acestor stele”, a spus Ghez. „Arătând că se învârte într-o elipsă asigură masa găului negru supermasiv, dar dacă putem îmbunătăți precizia măsurătorilor, putem observa abateri de la o elipsă perfectă - care este semnătura relativității generale.”
Pe măsură ce stelele se apropie de apropierea lor, mișcarea lor va fi afectată de curbura spațiului, iar lumina care călătorește de la stele la noi va fi denaturată, a spus Ghez.
S0-2, care este de 15 ori mai strălucitor decât S0-102, va trece prin cea mai apropiată abordare a găurii negre din 2018. S0-102 face cea mai apropiată abordare în 2021, astfel încât echipa va fi atentă la aceste stele, deoarece acestea apropiați cu tantalitate, dar nu suficient de aproape pentru a fi supt, a spus Ghez.
Ghez și colegii ei observă S0-2 din 1995. În 2000, ea și echipa ei au raportat - pentru prima dată - că astronomii au văzut că stelele se accelerează în jurul găurii negre supermasive. Cercetările lor au demonstrat că trei stele au accelerat cu mai mult de 250.000 mph pe an în timp ce au orbit pe gaura neagră. Viteza S0-102 și S0-2 ar trebui, de asemenea, să accelereze cu mai mult de 250.000 mph la apropierea lor cea mai apropiată, a spus Ghez.
„Faptul că putem găsi stele atât de aproape de gaura neagră este fenomenal”, a spus Ghez. „Acum este un joc complet nou, în ceea ce privește tipurile de experimente pe care le putem face pentru a înțelege modul în care găurile negre cresc în timp, rolul găurilor negre supermasive joacă în centrul galaxiilor și dacă teoria Einstein a relativității generale este valabilă în apropierea gaură neagră, unde această teorie nu a fost niciodată testată până acum. Este incitant să avem acum un mijloc de a deschide această fereastră. ”
Cercetarea a fost făcută folosind telescoapele Keck. Lucrarea echipei a fost publicată pe 5 octombrie în revista Science.
Sursa: UCLA
Legenda imaginii de plumb: telescoapele Keck I și Keck II se concentrează pe două stele care orbitează gaura neagră a Văii Lactee. Credit foto de fundal: Telescopul Dan Birchall / Subaru pe Mauna Kea, Hawaii. Suprapunerea creată de profesorul Andrea Ghez și echipa sa de cercetare de la UCLA și provin din seturi de date obținute cu telescoapele W. M. Keck.
