Gwiazda S0-2 nie ma towarzysza i jest gotowa na wielki test OTW Einsteina

Nie odnaleziono słynnego towarzysza jasnej gwiazdy orbitującej wokół supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.

Do tej pory uważano, że S0-2 może być układem podwójnym, w którym dwie gwiazdy krążą wokół siebie. Istnienie takiego partnera skomplikowałoby zbliżający się test Ogólnej Teorii Względności Einsteina.

W badaniu opublikowanym niedawno w The Astrophysical Journal, zespół astronomów kierowany przez naukowców z UCLA na Hawajach odkrył, że S0-2 nie ma żadnego znaczącego, na tyle masywnego towarzysza, który by przeszkodził w istotnych pomiarach, jakie astronomowie muszą przetestować dla teorii Einsteina.

Naukowcy dokonali tego odkrycia uzyskując pomiary spektroskopowe S0-2 przy użyciu OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS) oraz Laser Guide Star Adaptive Optics w Obserwatorium Kecka.

Ogólna Teoria Względności Einsteina przewiduje, że światło pochodzące z silnego pola grawitacyjnego zostaje rozciągnięte czy inaczej „przesunięte ku czerwieni”. Naukowcy spodziewają się dokonać bezpośrednio tego pomiaru wiosną bieżącego roku, gdyż S0-2 zbliży się wtedy do centralnej supermasywnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej.

Umożliwi to Galactic Center Group dowiedzenie, że gwiazda będzie ciągnięta z maksymalną siłą grawitacyjną – moment, w którym wszelkie odchylenia od teorii Einsteina powinny być największe.

„Będzie to pierwszy tego rodzaju pomiar. Grawitacja jest najmniej sprawdzoną siłą natury. Teoria Einsteina przeszła już wszystkie inne testy, więc jeżeli będą zmierzone odchylenia, z pewnością wzbudziłoby to wiele pytań na temat natury grawitacji” – powiedział współautor Tuan Do, zastępca dyrektora Galactic Center Group.

„Czekaliśmy na to 16 lat. Zależy nam, aby zobaczyć, jak gwiazda zachowa się pod wpływem gwałtownej siły czarnej dziury. Czy S0-2 zachowa się zgodnie z przewidywaniami teorii Einsteina, czy też gwiazda przeciwstawi się naszym obecnym prawom fizyki? Wkrótce się o tym przekonamy!” – powiedział główny autor Devin Chu z Hilo, absolwent astronomii z Galactic Center Group w UCLA.

Badanie rzuci więcej światła na dziwne narodziny S0-2 oraz jej gwiezdnych sąsiadów w gromadzie gwiazd typu S. Fakt, że gwiazdy te istnieją tak blisko supermasywnej czarnej dziury, jest niezwykły, ponieważ są one tak młode. W jaki sposób mogły powstać w tak nieprzyjaznym środowisku pozostaje na razie tajemnicą.

„Tworzenie się gwiazd w galaktycznym centrum jest trudne, ponieważ brutalna moc sił pływowych pochodzących od czarnej dziury może rozerwać obłoki gazu, zanim te zapadną się i utworzą gwiazdy”, powiedział Do.

„S0-2 to wyjątkowa gwiezdna zagadka. Zazwyczaj nie widzimy młodych, gorących gwiazd, takich jak S0-2, tak blisko supermasywnej czarnej dziury. Oznacza to, że S0-2 musiała powstać w inny sposób” – powiedział Chu.

Istnieje kilka teorii, które dostarczają możliwego wyjaśnienia, przy czym binarność S0-2 jest jednym z nich. „Byliśmy w stanie określić górny limit masy gwiazdy towarzyszącej S0-2” – powiedział Chu.

„Gwiazdy tak masywne jak S0-2 prawie zawsze mają towarzysza. Mamy szczęście, ponieważ brak towarzysza w tym przypadku ułatwia pomiary ogólnych efektów relatywistycznych, ale także pogłębia tajemnicę tej gwiazdy” – mówi Do.

Galactic Center Group planuje teraz badanie innych gwiazd typu S orbitujących wokół supermasywnej czarnej dziury, w nadziei na znalezienie różnic pomiędzy teoriami, które próbują wyjaśnić, dlaczego S0-2 jest gwiazdą pojedynczą.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Obserwatorium Keck

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.