Los astrónomos han sabido por algún tiempo que había una estrella orbitando bastante cerca del agujero negro en el centro de nuestra galaxia. La astrónoma Andrea Ghez de UCLA dice que la capacidad de ver estas dos estrellas en un 'tango' de corto período alrededor del agujero negro ayudará a los científicos a medir los efectos de la curvatura espacio-temporal, y deberían poder determinar si Albert Einstein tenía razón su predicción de cómo los agujeros negros podrían deformar el espacio y el tiempo.
"Estoy extremadamente contento de encontrar dos estrellas que orbitan el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia en mucho menos que una vida humana", dijo Ghez. “Es el tango de [estas estrellas] que revelará la verdadera geometría del espacio y el tiempo cerca de un agujero negro por primera vez. Esta medición no se puede hacer con una sola estrella ".
Hay casi 3.000 estrellas que orbitan algo cerca del agujero negro, y la mayoría de ellas tienen órbitas de 60 años o más.
La estrella cercana previamente conocida, S0-2, orbita el agujero negro cada 15.5 años. Y ahora, la estrella recién descubierta, llamada S0-102, orbita el agujero negro en 11.5 años, la órbita más corta conocida de cualquier estrella cerca de este agujero negro.
Reconstrucción de las órbitas de dos estrellas, S0-2 y S0-102, cerca del agujero negro en el centro de la Vía Láctea. (Las órbitas de otras estrellas también se representan con líneas más débiles). El fondo es una imagen infrarroja real de alta resolución de la región. Crédito: Andrea Ghez et al./UCLA/Keck
De la misma manera que los planetas orbitan alrededor del sol, S0-102 y S0-2 están cada uno en una órbita elíptica alrededor del agujero negro central. Ghez dijo que el movimiento planetario en nuestro sistema solar fue la prueba definitiva para la teoría gravitacional de Newton hace 300 años, y ahora el movimiento de S0-102 y S0-2 será la prueba definitiva para la teoría de la relatividad general de Einstein, que describe la gravedad como consecuencia de la curvatura del espacio y el tiempo.
"Lo emocionante de ver a las estrellas pasar por su órbita completa no solo es que puedes probar que existe un agujero negro, sino que tienes la primera oportunidad de probar la física fundamental utilizando los movimientos de estas estrellas", dijo Ghez. "Mostrar que gira en una elipse proporciona la masa del agujero negro supermasivo, pero si podemos mejorar la precisión de las mediciones, podemos ver desviaciones de una elipse perfecta, que es la firma de la relatividad general".
A medida que las estrellas se acerquen más, su movimiento se verá afectado por la curvatura del espacio-tiempo, y la luz que viaja de las estrellas a nosotros estará distorsionada, dijo Ghez.
S0-2, que es 15 veces más brillante que S0-102, pasará por su aproximación más cercana al agujero negro en 2018. S0-102 hace su aproximación más cercana en 2021, por lo que el equipo estará atento a estas estrellas mientras acercarse tentadoramente, pero no lo suficientemente cerca como para dejarse atrapar, dijo Ghez.
Ghez y sus colegas han estado observando S0-2 desde 1995. En 2000, ella y su equipo informaron, por primera vez, que los astrónomos habían visto estrellas acelerar alrededor del agujero negro supermasivo. Su investigación demostró que tres estrellas habían acelerado más de 250,000 mph al año mientras orbitaban el agujero negro. La velocidad de S0-102 y S0-2 también debería acelerarse en más de 250,000 mph en su aproximación más cercana, dijo Ghez.
"El hecho de que podamos encontrar estrellas tan cercanas al agujero negro es fenomenal", dijo Ghez. "Ahora es un juego de pelota completamente nuevo, en términos de los tipos de experimentos que podemos hacer para comprender cómo crecen los agujeros negros con el tiempo, el papel que juegan los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias y si la teoría de la relatividad general de Einstein es válida cerca de agujero negro, donde esta teoría nunca ha sido probada antes. Es emocionante tener ahora un medio para abrir esta ventana ".
La investigación se realizó utilizando los telescopios Keck. El artículo del equipo se publicó el 5 de octubre en la revista Science.
Fuente: UCLA
Leyenda de la imagen principal: los telescopios Keck I y Keck II se centran en dos estrellas que orbitan el agujero negro de la Vía Láctea. Crédito de la foto de fondo: Dan Birchall / Subaru Telescope en Mauna Kea, Hawaii. Superposición creada por la profesora Andrea Ghez y su equipo de investigación en la UCLA y son de conjuntos de datos obtenidos con los telescopios W. M. Keck.
