Los astrofísicos toman la medida más precisa hasta la fecha de la masa del agujero negro central de la Vía Láctea

Sagitario A *, un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra Vía Láctea, tiene una masa de 4,3 millones de veces la del Sol, según un análisis de las observaciones del Instrumento de GRAVEDAD a Interferómetro de telescopio muy grande de ESO (VLTI).

En esta ilustración del centro de la Vía Láctea, las estrellas orbitan de cerca alrededor de Sagitario A *. Crédito de la imagen: Observatorio Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva, Spaceengine / M. Zamani, NOIRLab.

“Queremos saber más sobre el agujero negro en el centro de la Vía Láctea, Sagitario A *”, dijo el Dr. Reinhard Genzel, director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, que recibió un Premio Nobel en 2020 por Sagitario. “

“¿Qué tan grande es exactamente?” ¿Él gira? ¿Se comportan las estrellas a su alrededor exactamente como cabría esperar de la teoría de la relatividad general de Einstein? “

“La mejor manera de responder a estas preguntas es seguir estrellas en órbitas cercanas al agujero negro supermasivo. Y aquí demostramos que podemos hacerlo con mayor precisión que nunca. “

“Con el Premio Nobel de Física 2020 otorgado por la confirmación de que Sagitario A * es de hecho un agujero negro, ahora queremos ir más allá”, agregó el Dr. Stefan Gillessen, astrofísico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.

“Nos gustaría saber si hay algo más escondido en el centro de la Vía Láctea, y si la relatividad general es de hecho la teoría correcta de la gravedad en este laboratorio extremo”.

“El VLTI nos da esta increíble resolución espacial y con las nuevas imágenes estamos llegando más profundo que nunca”, dijo la Dra. Julia Stadler, astrofísica del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.

“Estamos asombrados por la cantidad de detalles, la acción y la cantidad de estrellas que revelan alrededor del agujero negro”.

Estas imágenes anotadas, obtenidas con el instrumento GRAVITY en el Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) de ESO entre marzo y julio de 2021, muestran estrellas en órbita muy cerca de Sagitario A *, el agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea. Una de estas estrellas, llamada S29, se observó cuando se acercaba al agujero negro a 13 mil millones de km, apenas 90 veces la distancia entre el Sol y la Tierra. Otra estrella, llamada S300, se detectó por primera vez en nuevas observaciones del VLTI. Crédito de la imagen: colaboración ESO / GRAVITY.

En una búsqueda para encontrar estrellas cerca de Sagittarius A *, el Dr. Genzel, el Dr. Gillessen, el Dr. Stadler y sus colegas de la Colaboración GRAVITY utilizaron una técnica de aprendizaje automático llamada Teoría del campo de información.

Crearon un modelo de cómo se veían las fuentes reales, simularon cómo las vería el instrumento GRAVITY y compararon esa simulación con las observaciones GRAVITY.

Esto les permitió encontrar y rastrear las estrellas, llamadas S2, S29, S38 y S55, alrededor de Sagitario A * con una profundidad y precisión incomparables.

Sorprendentemente, encontraron una estrella, llamada S300, que no se había visto antes.

También descubrieron que la estrella S29 se había acercado más al agujero negro en mayo de 2021.

Esta estrella récord pasó a Sagitario A * a una distancia de solo 13 mil millones de km (8,1 mil millones de millas), aproximadamente 90 veces la distancia Sol-Tierra, a la asombrosa velocidad de 8,740 km / seg (5431 millas / seg). Nunca se ha observado que ninguna otra estrella pase tan cerca o viaje tan rápido alrededor del agujero negro.

“La interferometría es una técnica compleja, pero al final se obtienen imágenes 20 veces más nítidas que las de los telescopios VLT individuales, revelando los secretos del centro galáctico”, dijo el investigador principal de GRAVITY, Dr. Frank Eisenhauer, astrofísico del Instituto Max Planck. para la Física Extraterrestre.

Las nuevas observaciones, combinadas con los datos anteriores del equipo, confirman que las estrellas siguen exactamente las trayectorias predichas por la relatividad general para los objetos que se mueven alrededor de un agujero negro con una masa de 4,3 millones de veces la del Sol. Esta es la estimación más precisa de la masa de Sagitario A * hasta la fecha.

Los científicos también han logrado ajustar la distancia a Sagitario A *, encontrándolo a 27.000 años luz de distancia.

“El seguimiento de estrellas en órbitas cercanas alrededor de Sagitario A * nos permite sondear con precisión el campo gravitacional alrededor del agujero negro masivo más cercano a la Tierra, probar la relatividad general y determinar las propiedades del agujero negro”, dijo el Dr. Genzel.

Los nuevos hallazgos aparecen en dos artículos de la periódico Astronomía y Astrofísica.

_____

Colaboración GRAVEDAD. 2021. Distribución de masa en el centro galáctico basada en astrometría interferométrica de varias órbitas estelares. AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO, en la prensa; Yo: 10.1051 / 0004-6361 / 202142465

Colaboración GRAVEDAD. 2021. Imágenes profundas del centro galáctico con GRAVEDAD. AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO, en la prensa; Yo: 10.1051 / 0004-6361 / 202142459