A descoberta de uma estrela notável que orbita o enorme buraco negro no centro da nossa galáxia, a Via Láctea (imagem acima) em um empolamento de 11 e meio anos de a menor órbita conhecida de qualquer estrela de perto este buraco negro foi relatado por astrônomos da UCLA. A estrela, conhecida como S0-102, pode ajudar os astrônomos a descobrir se Albert Einstein estava certo em sua previsão fundamental de como os buracos negros do espaço urdidura e tempo, disse que a pesquisa co-autora Andrea Ghez , líder da equipe de descoberta e de um professor de física da UCLA e astronomia.
Antes desta descoberta, os astrónomos sabiam de apenas uma estrela, com uma órbita muito curta perto do buraco negro: S0-2 , que Ghez usado para chamá-la de "estrela favorita" e cuja órbita é de 16 anos. (O "S" é de Sagitário, a constelação que contém o centro da galáxia eo buraco negro). "Estou extremamente satisfeito de encontrar duas estrelas que orbitam a nossa galáxia buraco negro em muito menos do que uma vida humana", disse Ghez, que estuda 3.000 estrelas que orbitam o buraco negro, e foi estudar S0-2 desde 1995.
A maioria das estrelas têm órbitas de 60 anos ou mais, disse ela. "É o tango de S0 S0-102-2 e que irá revelar a verdadeira geometria do espaço e do tempo perto de um buraco negro, pela primeira vez," Ghez disse."Esta medida não pode ser feito com uma estrela só." Os buracos negros, que formam fora do colapso da matéria, têm alta densidade de tal forma que nada pode escapar de sua atração gravitacional, nem mesmo a luz. Eles não podem ser vistos diretamente, mas sua influência sobre estrelas próximas é visível e fornece uma assinatura, disse Ghez, um 2008 MacArthur Fellow .
A teoria de Einstein da relatividade geral prevê que a massa distorce o espaço eo tempo e, portanto, não só retarda o fluxo do tempo, mas também trechos ou distâncias encolhe. "Hoje, Einstein está em cada iPhone, porque o sistema GPS não funcionaria sem a sua teoria", disse Leo Meyer, pesquisador da equipe Ghez e principal autor do estudo.
"O que nós queremos saber é, se o seu telefone também trabalhar tão perto de um buraco negro? A estrela recém-descoberta nos coloca em posição de responder a essa questão no futuro. O fato de que podemos encontrar estrelas que estão tão perto o buraco negro é fenomenal ", disse Ghez, que também dirige o UCLAGalactic Centro grupo. "Agora é um jogo totalmente novo, em termos dos tipos de experiências que podemos fazer para entender como os buracos negros crescem ao longo do tempo, o papel buracos negros supermassivos jogar no centro das galáxias, e se a teoria de Einstein da relatividade geral é válido perto de uma buraco negro, onde esta teoria nunca foi testado antes. É emocionante têm agora um meio para abrir esta janela. "Isso não deve ser um bairro onde as estrelas se sentem particularmente bem-vinda", acrescentou ela. "Mas, surpreendentemente, parece que o preto buracos não são tão hostis a estrelas como foi especulado anteriormente. "
Ao longo dos últimos 17 anos, Ghez e colegas usaram o Observatório WM Keck , que fica no topo de dormente Havaí vulcão Mauna Kea, a imagem do centro galáctico com a maior resolução angular possível.Eles usam uma tecnologia poderosa, que Ghez ajudou a pioneira, chamada óptica adaptativa para corrigir os efeitos de distorção da atmosfera da Terra em tempo real.
Com óptica adaptativa do Observatório Keck, Ghez e seus colegas revelaram muitas surpresas sobre os ambientes ao redor de buracos negros supermassivos, descobrindo, por exemplo, jovens estrelas onde não eram esperados e vendo a falta de estrelas antigas, onde muitos foram antecipados.
Da mesma forma que os planetas orbitam em torno do sol, S0 e S0-102-2 estão cada um em uma órbita elíptica em torno do furo central da galáxia preta. O movimento planetário no nosso sistema solar era o último teste para a teoria gravitacional de Newton 300 anos atrás, o movimento de S0-102 e S0-2, Ghez disse, será o teste final para a teoria de Einstein da relatividade geral, que descreve a gravidade como um consequência da curvatura do espaço e do tempo.
"A coisa emocionante sobre vendo estrelas passam por sua órbita completa não é só que você pode provar que um buraco negro existe, mas você tem a primeira oportunidade de testar a física fundamental, utilizando os movimentos destas estrelas", Ghez disse. "Mostrando que se passa em torno de uma elipse fornece a massa do buraco negro supermassivo, mas se pudermos melhorar a precisão das medições, podemos ver desvios de uma elipse perfeita, que é a assinatura da relatividade geral."
Como as estrelas vêm a sua maior aproximação, o seu movimento será afetado pela curvatura do espaço-tempo, ea luz das estrelas viaja para nós será distorcida, Ghez disse. S0-2, que é 15 vezes mais brilhante do que S0-102, vai passar por sua maior aproximação do buraco negro em 2018. O desvio de uma elipse perfeita é muito pequeno e requer medições extremamente precisas.
Ao longo dos últimos 15 anos, Ghez e seus colegas têm melhorado dramaticamente sua capacidade de fazer essas medições. Co-autores da pesquisa incluem Mark Morris, um professor de física e astronomia da UCLA, eEric Becklin , UCLA professor emérito de física e astronomia. Pesquisa Ghez em 1998, Ghez respondeu uma das questões mais importantes da astronomia, mostrando que um buraco monstruoso negro reside no centro da nossa galáxia, a Via Láctea, tem cerca de 26.000 anos-luz de distância da Terra, com uma massa de cerca de 4 milhões de vezes a do sol .
A questão tinha sido um tema de debate entre os astrônomos furiosa por mais de um quarto de século. Em 2000, ela e seus colegas relataram que, pela primeira vez, os astrônomos tinham visto estrelas acelerar ao redor do buraco negro supermassivo. A pesquisa demonstrou que três estrelas tinham acelerado por mais de 250,000 mph de um ano em que orbitavam o buraco negro. A velocidade de S0-102 e S0-2 deve também acelerar por mais de 250.000 mph a sua aproximação máxima, Ghez disse.
Em 2003, Ghez informou que o caso do buraco negro da Via Láctea foi reforçada substancialmente e que todas as alternativas propostas podem ser excluídas. Em 2005, ela e seus colegas tomaram a primeira imagem clara do centro da Via Láctea, incluindo a área ao redor do buraco negro, utilizando laser estrela guia adaptativa tecnologia ótica no Observatório Keck.
"A pesquisa fundamental por grupo Ghez da UCLA usando o Observatório Keck evoluiu de provar que um buraco negro supermassivo existe no centro da nossa galáxia para testar os próprios fundamentos da física", disse Taft Armandroff, diretor do Observatório WM Keck. "Este é realmente um momento emocionante na astronomia".
Para mais informações: "A Estrela Shortest-Known Período em órbita da nossa galáxia Supermassive Black Hole ", de L. Meyer et al, Science, 2012.. Jornal de referência: Ciência
O Galaxy diariamente através da Universidade da Califórnia, Los Angeles
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