S2 , también conocida como S0-2 , es una estrella que se encuentra en el cúmulo estelar cerca de la fuente de radio Sagitario A * (Sgr A *) , orbitando con un período de 16.0518 años, un semi-eje mayor de aproximadamente 970 au , y una distancia del pericentro de 17 horas luz (18 Tm o 120 au ) - una órbita con un período de solo un 30% más largo que el de Júpiter alrededor del Sol , pero que no se acerca más a unas cuatro veces la distancia de Neptuno desde el Sol . Sol . La masa cuando se formó la estrella por primera vez es estimada por elObservatorio Europeo Austral (ESO) ha sido de aproximadamente 14 M ☉ . [5] Basado en su tipo espectral (B0V ~ B3V), probablemente tenga una masa de 10 a 15 masas solares . [ cita requerida ]
Datos de observación Epoch J2000.0 Equinox J2000.0 ( ICRS ) | |
---|---|
Constelación | Sagitario |
Ascensión recta | 17 h 45 m 40,0442 s [1] |
Declinación | −29 ° 00 ′ 27,975 ″ [1] |
Caracteristicas | |
Tipo espectral | B0-2 V [2] |
Astrometria | |
Distancia | 7,940 ± 420 [3] pieza |
Órbita [3] | |
Compañero | Sagitario A * |
Periodo (P) | 16.0518 [4] año |
Semieje mayor (a) | 0,12540 ± 0,00018 ″ |
Excentricidad (e) | 0,88466 ± 0,00018 |
Inclinación (i) | 133,818 ± 0,093 ° |
Longitud del nodo (Ω) | 227,85 ± 0,19 ° |
Época del periastrón (T) | 2018.37974 ± 0.00015 |
Argumento de periastrón (ω) (secundario) | 66,13 ± 0,12 ° |
Otras designaciones | |
[CRG2004] 13, [GKM98] S0-2, [PGM2006] E1, [EG97] S2, [GPE2000] 0,15, [SOG2003] 1, S0-2. | |
Referencias de la base de datos | |
SIMBAD | datos |
Su posición aparente cambio ha sido supervisado desde 1995 por dos grupos (en UCLA y en el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre ) como parte de un esfuerzo para reunir pruebas de la existencia de un agujero negro en el centro de la Vía Láctea Galaxy . La evidencia acumulada apunta a Sgr A * como el sitio de tal agujero negro. En 2008, se había observado S2 durante una órbita completa. [6] En 2020, a mitad de camino de su próxima órbita, la colaboración GRAVITY publicó un análisis que muestra un acuerdo total con las geodésicas de Schwarzschild . [7]
Un equipo de astrónomos, principalmente del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, utilizó observaciones de la dinámica orbital de S2 alrededor de Sgr A * para medir la distancia desde la Tierra al centro galáctico. Determinaron que la distancia era de 7,94 ± 0,42 kiloparsecs , en estrecha concordancia con las determinaciones anteriores de la distancia por otros métodos. [3] [8]
S2 se rastreó con precisión durante su acercamiento cercano de mayo de 2018 a Sgr A * , con resultados de acuerdo con las predicciones de la relatividad general. [9]
Nomenclatura
La designación S0-2 se utilizó por primera vez en 1998. S0 indica una estrella dentro de un segundo de arco de Sgr A * , lo que indica el centro galáctico, y S0-2 fue la segunda estrella más cercana vista en el momento de las mediciones. [10] La estrella había sido catalogada simplemente como S2 un año antes, la segunda de once fuentes infrarrojas cercanas al centro galáctico, numeradas aproximadamente en sentido antihorario. [11] Es una coincidencia que la estrella tenga el número "2" en ambas listas; otros catálogos lo numeran de manera diferente. [10]
Orbita
La órbita altamente excéntrica de S2 dará a los astrónomos la oportunidad de probar varios efectos predichos por la relatividad general e incluso efectos extradimensionales. [12] Estos efectos alcanzaron un máximo en el enfoque más cercano, que se produjo a mediados de 2018. [13] [14] Dada una estimación reciente de 4,31 millones de M ☉ para la masa del agujero negro Sgr A * y el acercamiento cercano de S2, esto hace que S2 sea la órbita balística más rápida conocida, alcanzando velocidades superiores a 5.000 km / s (11.000.000 mph, o 1 ⁄ 60 de la velocidad de la luz) y una aceleración de aproximadamente 1,5 m / s 2 (casi una sexta parte de la gravedad de la superficie de la Tierra). [15]
El movimiento de S2 también es útil para detectar la presencia de otros objetos cercanos a Sgr A * . Se cree que existen miles de estrellas, así como remanentes estelares oscuros (agujeros negros estelares, estrellas de neutrones , enanas blancas ) distribuidos en el volumen por el que se mueve S2. Estos objetos perturbarán la órbita de S2, haciendo que se desvíe gradualmente de la elipse de Kepler que caracteriza el movimiento alrededor de una masa de un solo punto . [16] Hasta ahora, la restricción más fuerte que se puede imponer a estos remanentes es que su masa total comprende menos del uno por ciento de la masa del agujero negro supermasivo. [17]
2018 pasaje pericentro
En 2018, S2 hizo su acercamiento más cercano a Sgr A *, alcanzando 7650 km / so casi el 3% de la velocidad de la luz , mientras pasaba el agujero negro a una distancia de solo 120 AU o aproximadamente 1400 veces su radio de Schwarzschild . [18] [19] S2 alcanzó su pericentro el 19 de mayo de 2018, mientras que su velocidad en la línea de visión desde la Tierra alcanzó su punto máximo en abril, y luego alcanzó su mínimo a fines de agosto y principios de septiembre. [18]
Análisis independientes de la colaboración GRAVITY [20] [18] [21] [22] (dirigido por Reinhard Genzel ) y el Grupo del Centro Galáctico KECK / UCLA [23] [24] (dirigido por Andrea Ghez ) revelaron un Doppler transversal combinado y desplazamiento al rojo gravitacional de hasta 200 km / s / c, de acuerdo con las predicciones de la relatividad general .
Análisis adicionales han revelado una precesión de Schwarzschild de 12 minutos de arco (0,2 grados) en la órbita de S2 causada por el paso cercano, totalmente consistente con la relatividad general. [25] [26] [27]
S0-102
En 2012, se descubrió que una estrella llamada S0-102 (o S55) orbitaba aún más cerca del agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea que S0-2. En un dieciseisavo del brillo de S0–2, S0–102 no se reconoció inicialmente porque requirió muchos más años de observaciones para distinguirlo de su fondo infrarrojo local. S0–102 tiene un período orbital de 11,5 años, incluso más corto que el de S0–2. De todas las estrellas que orbitan alrededor del agujero negro, solo estas dos tienen sus parámetros orbitales y sus trayectorias completamente conocidas en las tres dimensiones del espacio. [28] El descubrimiento de dos estrellas que orbitan el agujero negro central tan cerca con sus órbitas completamente descritas es de gran interés para los astrónomos, ya que el par permitirá mediciones mucho más precisas sobre la naturaleza de la gravedad y la relatividad general alrededor del agujero negro que sería posible utilizando S0–2 solo. [ cita requerida ]
Desde entonces, se ha descubierto una estrella S62 aún más cercana con un período orbital de 9,9 años.
Galería de imágenes
Anotación del artista de S2 pasando por un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, lo que confirma el desplazamiento gravitacional al rojo [29]
Órbitas de S0–2 y S0–102 alrededor del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea
Órbitas inferidas de S2 y otras cinco estrellas alrededor del candidato de agujero negro supermasivo Sgr A * en el centro galáctico de la Vía Láctea [30]
Observaciones que muestran el descubrimiento de la órbita de S2 sobre el centro galáctico
Referencias
- ↑ a b Schödel, R .; Merritt, D .; Eckart, A. (2009). "El cúmulo de estrellas nucleares de la Vía Láctea: movimientos y masa adecuados". Astronomía y Astrofísica . 502 (1): 91-111. arXiv : 0902.3892 . Bibcode : 2009A & A ... 502 ... 91S . doi : 10.1051 / 0004-6361 / 200810922 . S2CID 219559 .
- ^ Paumard, T .; Genzel, R .; Martins, F .; Nayakshin, S .; Beloborodov, AM; Levin, Y .; Trippe, S .; Eisenhauer, F .; Ott, T .; Gillessen, S .; Abuter, R .; Cuadra, J .; Alexander, T .; Sternberg, A. (2006). "Los dos discos de estrellas jóvenes en el parsec central de la galaxia: propiedades, dinámica y formación". El diario astrofísico . 643 (2): 1011–1035. arXiv : astro-ph / 0601268 . Código Bibliográfico : 2006ApJ ... 643.1011P . doi : 10.1086 / 503273 . S2CID 14440768 .
- ^ a b c Eisenhauer, F .; et al. (2003). "Una determinación geométrica de la distancia al centro galáctico". El diario astrofísico . 597 (2): L121 – L124. arXiv : astro-ph / 0306220 . Código Bibliográfico : 2003ApJ ... 597L.121E . doi : 10.1086 / 380188 . S2CID 16425333 .
- ^ Hees, A. (2017). "Prueba de la relatividad general con órbitas estelares alrededor del agujero negro supermasivo en nuestro centro galáctico". Cartas de revisión física . 118 (21): 211101. arXiv : 1705.07902 . Código bibliográfico : 2017PhRvL.118u1101H . doi : 10.1103 / PhysRevLett.118.211101 . PMID 28598651 . S2CID 206291276 .
- ^ Habibi, M .; et al. (2017). "Doce años de seguimiento espectroscópico en el centro galáctico: la mirada más cercana a las estrellas S cerca del agujero negro". El diario astrofísico . 847 (2): 120. arXiv : 1708.06353 . Código Bib : 2017ApJ ... 847..120H . doi : 10.3847 / 1538-4357 / aa876f . S2CID 119078556 .
- ^ Un breve documental sobre Sagitario A * en YouTube
- ^ Abuter, R .; Amorim, A .; Bauböck, M .; Berger, JP; Bonnet, H .; Brandner, W .; Cardoso, V .; Clénet, Y .; De Zeeuw, PT; Dexter, J .; Eckart, A .; Eisenhauer, F .; Förster Schreiber, NM; García, P .; Gao, F .; Gendron, E .; Genzel, R .; Gillessen, S .; Habibi, M .; Haubois, X .; Henning, T .; Hippler, S .; Horrobin, M .; Jiménez-Rosales, A .; Jochum, L .; Jocou, L .; Kaufer, A .; Kervella, P .; Lacour, S .; et al. (Colaboración GRAVITY) (16 de abril de 2020). "Detección de la precesión de Schwarzschild en la órbita de la estrella S2 cerca del agujero negro masivo del centro galáctico". Astronomía y Astrofísica . 636 (L5): L5. arXiv : 2004.07187 . Bibcode : 2020A & A ... 636L ... 5G . doi : 10.1051 / 0004-6361 / 202037813 . S2CID 215768928 .
- ^ "Investigación del centro galáctico" (PDF) . Astronomía infrarroja / submilimétrica. Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik.
- ^ Hazlo, Tuan; et al. (16 de agosto de 2019). "Desplazamiento al rojo relativista de la estrella S0-2 que orbita el agujero negro supermasivo del centro galáctico". Ciencia . 365 (6454): 664–668. arXiv : 1907.10731 . Código bibliográfico : 2019Sci ... 365..664D . doi : 10.1126 / science.aav8137 . PMID 31346138 . S2CID 198901506 .
- ^ a b Ghez, AM; Klein, BL; Morris, M .; Becklin, EE (1998). "Estrellas de alto movimiento propio en las proximidades de Sagitario A *: evidencia de un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia". El diario astrofísico . 509 (2): 678–686. arXiv : astro-ph / 9807210 . Código bibliográfico : 1998ApJ ... 509..678G . doi : 10.1086 / 306528 . S2CID 18243528 .
- ^ Eckart, A .; Genzel, R. (1997). "Movimientos estelares propios en el 0.1 pc central de la Galaxia". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 284 (3): 576–598. Código Bibliográfico : 1997MNRAS.284..576E . doi : 10.1093 / mnras / 284.3.576 .
- ^ "Agujero negro como mirilla" . ScienceNews .
- ^ Ghez, Andrea M. (ponente) (19 de abril de 2016). Taller Black Holes @ 100: Centro Galáctico (video conferencia). Universidad de Harvard: Iniciativa del Agujero Negro. Comentarios a partir de las 31:55.
... estamos en '2018 o quiebre' en estos días, porque en ese momento su determinación orbital se vuelve mucho mejor
- ^ "Una estrella está a punto de lanzarse de cabeza hacia un monstruoso agujero negro. Los astrónomos están listos para mirar" . 7 de marzo de 2018.
- ^ "Surfeando un agujero negro" (Comunicado de prensa). Observatorio Europeo Austral .
- ^ Sabha, Nadeen; Eckart, Andreas; Merritt, David ; Zamaninasab, Mohammad; Witzel, Gunther; García-Marín, Macarena; Jalali, Behrang; Valencia-S., Mónica; et al. (Septiembre 2012). "El cúmulo de estrellas S en el centro de la Vía Láctea: sobre la naturaleza de la emisión NIR difusa en la décima interior de un parsec". Astronomía y Astrofísica . 545 : A70. arXiv : 1203.2625 . Bibcode : 2012A & A ... 545A..70S . doi : 10.1051 / 0004-6361 / 201219203 . S2CID 118358113 .
- ^ Gillessen, S .; et al. (2009). "Seguimiento de las órbitas estelares alrededor del enorme agujero negro en el centro galáctico". El diario astrofísico . 692 (2): 1075-1109. arXiv : 0810.4674 . Código Bibliográfico : 2009ApJ ... 692.1075G . doi : 10.1088 / 0004-637X / 692/2/1075 . S2CID 1431308 .
- ^ a b c Witze, Alexandra (26 de julio de 2018). "El agujero negro de la Vía Láctea proporciona una prueba tan buscada de la relatividad general de Einstein" . Naturaleza . 560 (7716): 17. Bibcode : 2018Natur.560 ... 17W . doi : 10.1038 / d41586-018-05825-3 . PMID 30065325 .
- ^ Devlin, Hannah (26 de julio de 2018). "Estrella manchada a toda velocidad cerca de un agujero negro en el centro de la Vía Láctea" . The Guardian . Consultado el 18 de enero de 2021 .
- ^ Genzel, Reinhard ; et al. (Colaboración GRAVITY) (26 de julio de 2018). "Detección del corrimiento al rojo gravitacional en la órbita de la estrella S2 cerca del agujero negro masivo del centro galáctico" . Astronomy & Astrophysics (Carta al editor). 615 : L15. arXiv : 1807.09409 . Código Bib : 2018A & A ... 615L..15G . doi : 10.1051 / 0004-6361 / 201833718 .
- ^ "Pruebas de relatividad general" . Sociedad Max Planck . Consultado el 17 de enero de 2021 .
- ^ [email protected]. "Primera prueba exitosa de la relatividad general de Einstein cerca del agujero negro supermasivo: culminación de 26 años de observaciones de ESO del corazón de la Vía Láctea" . www.eso.org . Consultado el 17 de enero de 2021 .
- ^ Hazlo, Tuan; Je, Aurelien; Ghez, Andrea; Martínez, Gregory D .; Chu, Devin S .; Jia, Siyao; Sakai, Shoko; Lu, Jessica R .; Gautam, Abhimat K .; O'Neil, Kelly Kosmo; Becklin, Eric E. (16 de agosto de 2019). "Desplazamiento al rojo relativista de la estrella S0-2 orbitando el agujero negro supermasivo del centro galáctico" . Ciencia . 365 (6454): 664–668. arXiv : 1907.10731 . Código bibliográfico : 2019Sci ... 365..664D . doi : 10.1126 / science.aav8137 . ISSN 0036-8075 . PMID 31346138 . S2CID 198901506 .
- ^ Siegel, Ethan (1 de agosto de 2019). "Reglas de la relatividad general: Einstein victorioso en la prueba de desplazamiento al rojo gravitacional sin precedentes" . Medio . Consultado el 17 de enero de 2021 .
- ^ Abuter, R .; Amorim, A .; Bauböck, M .; Berger, JP; Bonnet, H .; Brandner, W .; Cardoso, V .; Clénet, Y .; Zeeuw, PT de; Dexter, J .; Eckart, A. (1 de abril de 2020). "Detección de la precesión de Schwarzschild en la órbita de la estrella S2 cerca del agujero negro masivo del centro galáctico" . Astronomía y Astrofísica . 636 : L5. arXiv : 2004.07187 . Bibcode : 2020A & A ... 636L ... 5G . doi : 10.1051 / 0004-6361 / 202037813 . ISSN 0004-6361 .
- ^ "Danza alrededor del corazón de nuestra Vía Láctea" . Sociedad Max Planck . 16 de abril de 2020 . Consultado el 18 de enero de 2021 .
- ^ Sai Zhai (4 de agosto de 2020). "La primera detección de la precesión de Schwarzschild en la órbita de la estrella S2" . astrobites.org . Consultado el 18 de enero de 2021 .
- ^ Meyer, L .; Ghez, AM; Schödel, R .; Yelda, S .; Boehle, A .; Lu, JR; Punto.; Morris, MR; Becklin, EE; Matthews, K. (2012). "La estrella de período más corto que orbita el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia". Ciencia . 338 (6103): 84–87. arXiv : 1210.1294 . Código Bibliográfico : 2012Sci ... 338 ... 84M . doi : 10.1126 / science.1225506 . PMID 23042888 . S2CID 6029405 .
- ^ "Primera prueba exitosa de la relatividad general de Einstein cerca de un agujero negro supermasivo: culminación de 26 años de observaciones de ESO del corazón de la Vía Láctea" (Comunicado de prensa). Observatorio Europeo Austral . Consultado el 26 de julio de 2018 .
- ^ Eisenhauer, F .; Genzel, R .; Alexander, T .; Abuter, R .; Paumard, T .; Ott, T .; Gilbert, A .; Gillessen, S .; Horrobin, M .; Trippe, S .; Bonnet, H .; Dumas, C .; Hubin, N .; Kaufer, A .; Kissler-Patig, M .; Monnet, G .; Strobele, S .; Szeifert, T .; Eckart, A .; Schodel, R .; Zucker, S. (2005). "SINFONI en el Centro Galáctico: estrellas jóvenes y llamaradas infrarrojas en el mes de luz central". El diario astrofísico . 628 (1): 246–259. arXiv : astro-ph / 0502129 . Código bibliográfico : 2005ApJ ... 628..246E . doi : 10.1086 / 430667 .
enlaces externos
- "La estrella que orbita el centro masivo de la Vía Láctea se acerca a 17 horas luz" (Comunicado de prensa). Observatorio Europeo Austral . 16 de octubre de 2002.
- Estrellas orbitando alrededor del agujero negro en el centro de la Vía Láctea en YouTube
- "página de animaciones" . Grupo del Centro Galáctico. Universidad de California - Los Ángeles .