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. Podczas prowadzonych w Obserwatorium Kecka na Hawajach badań, opisanych niedawno w „The Astrophysical Journal”, zespół astronomów kierowany przez naukowców z University of California Los Angeles (UCLA) odkrył, że S0-2 nie ma żadnego towarzysza na tyle masywnego, by przeszkadzał on w istotnych pomiarach, jakie astronomowie muszą przepowadzić, aby przetestować teorię Einsteina. Naukowcy dokonali tego odkrycia dzięki pomiarom spektroskopowym 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 bezpośredniego 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 – będzie to moment, w którym wszelkie odchylenia od teorii Einsteina powinny być największe.
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 szesnaście lat. Zależy nam, aby zobaczyć, jak gwiazda zachowa się pod wpływem gwałtownej siły czarnej dziury – zgodnie z przewidywaniami teorii Einsteina, czy też sprzecznie z obecnymi prawami 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 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 – zwraca z kolei uwagę 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 – podkreśla 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.
Więcej:
Astronomers Discover S0-2 Star is Single and Ready for Big Einstein Test
Źródło: Obserwatorium Keck
Opracowanie: Agnieszka Nowak