Los astrónomos de la Iniciativa de Órbitas del Centro Galáctico de la UCLA han descubierto una nueva clase de objetos extraños en el centro de nuestra galaxia, no lejos del agujero negro supermasivo llamado Sagitario A *. Publicaron su investigación hoy en la revista Nature.
"Estos objetos parecen gas y se comportan como estrellas", dijo el coautor Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman de UCLA y el profesor de Astrofísica Arthur E. Levine y director del Grupo del Centro Galáctico de UCLA.
Los nuevos objetos se ven compactos la mayor parte del tiempo y se estiran cuando sus órbitas los acercan más al agujero negro. Sus órbitas oscilan entre aproximadamente 100 y 1,000 años, dijo la autora principal Anna Ciurlo, investigadora postdoctoral de la UCLA.
El grupo de investigación de Ghez identificó un objeto inusual en el centro de nuestra galaxia en 2005, que luego se denominó G1. En 2012, los astrónomos en Alemania hicieron un descubrimiento desconcertante de un extraño objeto llamado G2 en el centro de la Vía Láctea que hizo unacercamiento cercano al agujero negro supermasivo en 2014. Ghez y su equipo de investigación creen que G2 es probablemente dos estrellas que habían estado orbitando el agujero negro en tándem y se fusionaron en una estrella extremadamente grande, envuelta en gas y polvo inusualmente espeso.
"En el momento del acercamiento más cercano, G2 tenía una firma realmente extraña", dijo Ghez. "Lo habíamos visto antes, pero no parecía demasiado peculiar hasta que se acercó al agujero negro y se alargó, y muchode su gas se desgarró. Pasó de ser un objeto bastante inocuo cuando estaba lejos del agujero negro a uno que estaba realmente estirado y distorsionado en su aproximación más cercana y perdió su capa exterior, y ahora se está volviendo más compacto de nuevo."
"Una de las cosas que ha entusiasmado a todos con los objetos G es que las cosas que las fuerzas de marea les quitan mientras barren por el agujero negro central deben caer inevitablemente en el agujero negro", dijo el coautorMark Morris, profesor de física y astronomía de la UCLA: "Cuando eso suceda, podría producir un impresionante espectáculo de fuegos artificiales, ya que el material comido por el agujero negro se calentará y emitirá abundante radiación antes de que desaparezca en el horizonte de sucesos".
¿Pero son valores atípicos G2 y G1, o son parte de una clase más grande de objetos? En respuesta a esa pregunta, el grupo de investigación de Ghez informa la existencia de cuatro objetos más que llaman G3, G4, G5 y G6. Los investigadores tienendeterminó cada una de sus órbitas. Mientras que G1 y G2 tienen órbitas similares, los cuatro nuevos objetos tienen órbitas muy diferentes.
Ghez cree que los seis objetos eran estrellas binarias, un sistema de dos estrellas que orbitan entre sí, que se fusionaron debido a la fuerte fuerza gravitacional del agujero negro supermasivo. La fusión de dos estrellas tarda más de 1 millón de años en completarse,Dijo Ghez
"Las fusiones de estrellas pueden estar ocurriendo en el universo con más frecuencia de lo que pensábamos, y probablemente son bastante comunes", dijo Ghez. "Los agujeros negros pueden estar impulsando a las estrellas binarias a fusionarse. Es posible que muchas de las estrellas en las que hemos estadomirar y no comprender puede ser el producto final de las fusiones que están tranquilas ahora. Estamos aprendiendo cómo evolucionan las galaxias y los agujeros negros. La forma en que las estrellas binarias interactúan entre sí y con el agujero negro es muy diferente de cómo las estrellas individuales interactúan con otrasestrellas y con el agujero negro "
Ciurlo notó que si bien el gas de la capa exterior de G2 se estiró drásticamente, su polvo dentro del gas no se estiró demasiado. "Algo debe haberlo mantenido compacto y le permitió sobrevivir a su encuentro con el agujero negro", dijo Ciurlo."Esto es evidencia de un objeto estelar dentro de G2".
"El conjunto de datos único que el grupo del profesor Ghez ha reunido durante más de 20 años es lo que nos permitió hacer este descubrimiento", dijo Ciurlo. "Ahora tenemos una población de objetos 'G', por lo que no es cuestión de explicarun 'evento único' como G2 ".
Los investigadores hicieron observaciones desde el Observatorio WM Keck en Hawai y utilizaron una tecnología poderosa que Ghez ayudó a promover, llamada óptica adaptativa, que corrige los efectos de distorsión de la atmósfera de la Tierra en tiempo real. Realizaron un nuevo análisis de 13 años de suDatos de la Iniciativa de órbitas del Centro Galáctico de UCLA.
En septiembre de 2019, el equipo de Ghez informó que el agujero negro se está volviendo más hambriento y no está claro por qué. El estiramiento de G2 en 2014 parecía extraer gas que recientemente pudo haber sido tragado por el agujero negro, dijo el coautor Tuan Do, científico investigador de la UCLA y subdirector del Grupo Centro Galáctico. Las fusiones de estrellas podrían alimentar el agujero negro.
El equipo ya ha identificado algunos otros candidatos que pueden ser parte de esta nueva clase de objetos, y continúa analizándolos.
Ghez señaló que el centro de la galaxia de la Vía Láctea es un entorno extremo, a diferencia de nuestro rincón menos agitado del universo.
"La Tierra está en los suburbios en comparación con el centro de la galaxia, que está a unos 26,000 años luz de distancia", dijo Ghez. "El centro de nuestra galaxia tiene una densidad de estrellas mil millones de veces más alta que nuestra parte degalaxia. La atracción gravitacional es mucho más fuerte. Los campos magnéticos son más extremos. El centro de la galaxia es donde ocurre la astrofísica extrema: los deportes X de la astrofísica ".
Ghez dijo que esta investigación ayudará a enseñarnos lo que está sucediendo en la mayoría de las galaxias.
Otros coautores incluyen a Randall Campbell, astrónomo del Observatorio WM Keck en Hawai; Aurelien Hees, un ex investigador postdoctoral de la UCLA, ahora investigador en el Observatorio de París en Francia; y Smadar Naoz, profesor asistente de física y UCLAastronomía.
La investigación está financiada por la National Science Foundation, la WM Keck Foundation y el Keck Visiting Scholars Program, la Gordon and Betty Moore Foundation, la Heising-Simons Foundation, Lauren Leichtman y Arthur Levine, Jim y Lori Keir, y Howard y Astrid Preston.
En julio de 2019, el equipo de investigación de Ghez informó sobre la prueba más completa de la icónica teoría general de la relatividad de Einstein cerca del agujero negro. Llegaron a la conclusión de que la teoría de Einstein pasó la prueba y es correcta, al menos por ahora.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Original escrito por Stuart Wolpert. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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