Astronomer opdager, at S0-2-stjernen er single og klar til den store Einstein-test

Astronomer har "helt klart" til en spændende test af Einsteins generelle relativitetsteori, takket være en ny opdagelse om S0-2's stjernestatus.

Indtil nu, man troede, at S0-2 kan være en binær, et system, hvor to stjerner kredser om hinanden. At have sådan en partner ville have kompliceret den kommende gravitationstest.

Men i en undersøgelse offentliggjort for nylig i Astrofysisk tidsskrift , et hold af astronomer ledet af en UCLA-videnskabsmand fra Hawaii har fundet ud af, at S0-2 trods alt ikke har en signifikant anden, eller i det mindste en, der er massiv nok til at komme i vejen for kritiske målinger, som astronomer har brug for for at teste Einsteins teori.

Forskerne gjorde deres opdagelse ved at opnå spektroskopiske målinger af S0-2 ved hjælp af W. M. Keck Observatory's OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS) og Laser Guide Star Adaptive Optics.

"Dette er den første undersøgelse, der undersøger S0-2 som en spektroskopisk binær, " sagde hovedforfatter Devin Chu fra Hilo, en kandidatstuderende i astronomi hos UCLA's Galactic Center Group. "Det er utroligt givende. Denne undersøgelse giver os tillid til, at et S0-2 binært system ikke vil påvirke vores evne til at måle gravitationel rødforskydning signifikant."

Einsteins teori om generel relativitet forudsiger, at lys, der kommer fra et stærkt gravitationsfelt, bliver strakt ud, eller "rødforskudt". Forskere forventer at måle dette fænomen direkte fra foråret, da S0-2 nærmer sig det supermassive sorte hul i centrum af vores Mælkevejsgalakse.

Dette vil gøre det muligt for Galactic Center Group at se stjernen blive trukket med maksimal tyngdekraft – et punkt, hvor enhver afvigelse til Einsteins teori forventes at være størst.

"Det vil være den første måling af sin art, " sagde medforfatter Tuan Do, vicedirektør for Galactic Center Group. "Tyngekraften er den mindst gennemprøvede af naturens kræfter. Einsteins teori har bestået alle andre tests med glans indtil videre, så hvis der er målt afvigelser, det ville helt sikkert rejse mange spørgsmål om tyngdekraftens natur!"

"Vi har ventet i 16 år på dette, " sagde Chu. "Vi er spændte på at se, hvordan stjernen vil opføre sig under det sorte huls voldsomme træk. Vil S0-2 følge Einsteins teori, eller vil stjernen trodse vores nuværende fysiklove? Det finder vi snart ud af!"

Undersøgelsen kaster også mere lys over den mærkelige fødsel af S0-2 og dens stjernernes naboer i S-stjernehoben. Det faktum, at disse stjerner eksisterer så tæt på det supermassive sorte hul, er usædvanligt, fordi de er så unge; hvordan de kunne have dannet sig i et så fjendtligt miljø er et mysterium.

"Stjernedannelse ved Galactic Center er vanskelig, fordi den brutale styrke af tidevandskræfter fra det sorte hul kan rive gasskyer fra hinanden, før de kan kollapse og danne stjerner, " sagde Do.

"S0-2 er en meget speciel og gådefuld stjerne, " sagde Chu. "Vi ser typisk ikke unge, varme stjerner som S0-2 dannes så tæt på et supermassivt sort hul. Det betyder, at S0-2 må have dannet sig en anden måde."

Der er flere teorier, der giver en mulig forklaring, hvor S0-2 er en binær som en af ​​dem. "Vi var i stand til at sætte en øvre grænse for massen af ​​en ledsagerstjerne for S0-2, " sagde Chu. Denne nye begrænsning bringer astronomer tættere på at forstå dette usædvanlige objekt.

"Stjerner så massive som S0-2 har næsten altid en binær følgesvend. Vi er heldige, at det at have ingen ledsager gør målingerne af generelle relativistiske effekter lettere, men det uddyber også denne stjernes mysterium, " sagde Do.

Galactic Center Group planlægger nu at studere andre S-stjerner, der kredser om det supermassive sorte hul, i håb om at skelne mellem de forskellige teorier, der forsøger at forklare, hvorfor S0-2 er single.