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S2 (estrella)

S2 , también conocida como S0–2 , es una estrella en el cúmulo estelar cercano al agujero negro supermasivo Sagitario A* (Sgr A*) , orbitando alrededor de él con un período de 16,0518 años, un semieje mayor de aproximadamente 970  ua y una distancia de pericentro de 17  horas luz (18  Tm o 120  ua ), una órbita con un período solo un 30 % más largo que el de Júpiter alrededor del Sol , pero que no se acerca más que unas cuatro veces la distancia de Neptuno al Sol . El Observatorio Europeo Austral (ESO) estima que la masa cuando se formó la estrella por primera vez era de aproximadamente 14  M ☉ . [5] Según su tipo espectral (B0V ~ B3V), probablemente tiene una masa de entre 10 y 15  masas solares . [ cita requerida ]

Su posición aparente cambiante ha sido monitoreada desde 1995 por dos grupos (en la UCLA y en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre ) como parte de un esfuerzo por reunir evidencia de la existencia de un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Vía Láctea . La evidencia acumulada apunta a Sgr A* como el sitio de dicho agujero negro. Para 2008, S2 había sido observado durante una órbita completa. [6] En 2020, a mitad de su siguiente órbita, la colaboración GRAVITY publicó un análisis que mostraba una coincidencia total con las geodésicas de Schwarzschild . [7]

Un equipo de astrónomos, principalmente del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, utilizó observaciones de la dinámica orbital de S2 alrededor de Sgr A* para medir la distancia entre la Tierra y el centro galáctico . Determinaron que era de 7,94 ± 0,42 kiloparsecs , en estrecha concordancia con determinaciones previas realizadas con otros métodos. [3] [8]

S2 fue rastreado con precisión durante su aproximación a Sgr A* en mayo de 2018 , con resultados que concuerdan con las predicciones de la relatividad general. [9]

Nomenclatura

La designación S0–2 se utilizó por primera vez en 1998. S0 indica una estrella a un segundo de arco de Sgr A* , lo que indica el centro galáctico, y S0–2 era la segunda estrella más cercana observada en el momento de las mediciones. [10] La estrella había sido catalogada simplemente como S2 un año antes, la segunda de once fuentes infrarrojas cerca del centro galáctico, numeradas aproximadamente en sentido antihorario. [11] Es una coincidencia que la estrella esté numerada "2" en ambas listas; otros catálogos la numeran de forma diferente. [10]

Órbita

La órbita altamente excéntrica de S2 dará a los astrónomos la oportunidad de probar varios efectos predichos por la relatividad general e incluso efectos extradimensionales. [12] Estos efectos alcanzaron un máximo en el acercamiento más cercano, que ocurrió a mediados de 2018. [13] [14] Dada una estimación reciente de 4,31 millones  de M ☉ para la masa del agujero negro Sgr A* y el acercamiento cercano de S2, esto hace que la órbita balística de S2 sea la más rápida conocida, alcanzando velocidades superiores a 5000 km/s (11 000 000 mph, o 1 ⁄ 60 de la velocidad de la luz) y una aceleración de aproximadamente 1,5 m/s 2 (casi una sexta parte de la gravedad superficial de la Tierra). [15]

El movimiento de S2 también es útil para detectar la presencia de otros objetos cerca de Sgr A* . Se cree que hay miles de estrellas, así como remanentes estelares oscuros (agujeros negros estelares, estrellas de neutrones , enanas blancas ) distribuidos en el volumen a través del cual se mueve S2. Estos objetos perturbarán la órbita de S2, haciendo que se desvíe gradualmente de la elipse kepleriana que caracteriza el movimiento alrededor de una única masa puntual . [16] Hasta ahora, la restricción más fuerte que se puede imponer a estos remanentes es que su masa total comprenda menos del uno por ciento de la masa del agujero negro supermasivo. [17]

Pasaje pericentro 2018

En 2018, S2 realizó su aproximación más cercana a Sgr A*, alcanzando 7650 km/s o casi el 3% de la velocidad de la luz , mientras pasaba el agujero negro a una distancia de solo 120 UA o aproximadamente 1400 veces su radio de Schwarzschild . [18] [19] S2 alcanzó su pericentro el 19 de mayo de 2018, mientras que su velocidad en la línea de visión desde la Tierra alcanzó su punto máximo en abril, y luego alcanzó su mínimo a fines de agosto y principios de septiembre. [18]

Los análisis independientes de la colaboración GRAVITY [20] [18] [21] [22] (dirigida por Reinhard Genzel ) y el Grupo del Centro Galáctico KECK/UCLA [23] [24] (dirigido por Andrea Ghez ) revelaron un corrimiento al rojo gravitacional y Doppler transversal combinado de hasta 200 km/s/c, de acuerdo con las predicciones de la relatividad general .

Un análisis adicional ha revelado una precesión de Schwarzschild de 12 minutos de arco (0,2 grados) en la órbita de S2 causada por el paso cercano, totalmente consistente con la relatividad general. [25] [26] [27]

S0–102

En 2012, se descubrió que una estrella llamada S0–102 (o S55) orbitaba incluso más cerca del agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea que S0–2. Con un brillo que es un dieciseisavo del de S0–2, S0–102 no fue reconocida inicialmente porque se necesitaron muchos más años de observaciones para distinguirla de su fondo infrarrojo local. S0–102 tiene un período orbital de 12,8 años, incluso más corto que el de S0–2. De todas las estrellas que orbitan alrededor del agujero negro, solo estas dos tienen sus parámetros orbitales y trayectorias completamente conocidos en las tres dimensiones del espacio. [28] El descubrimiento de dos estrellas orbitando el agujero negro central tan cerca con sus órbitas completamente descritas es de gran interés para los astrónomos, ya que el par en conjunto permitirá mediciones mucho más precisas sobre la naturaleza de la gravedad y la relatividad general alrededor del agujero negro de lo que sería posible utilizando solo S0–2. [ cita requerida ]

Desde entonces se ha descubierto una estrella aún más cercana, S62, con un período orbital de 9,9 años. [29]

Galería de imágenes

Véase también

Referencias

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