Los astrónomos de la Iniciativa de Órbitas del Centro Galáctico de UCLA han descubierto una nueva clase de objetos extraños en el centro de nuestra galaxia, no muy lejos del agujero negro supermasivo llamado Sagitario A *. Publicaron su investigación hoy en la revista Naturaleza .

"Estos objetos parecen gas y se comportan como estrellas, "dijo el coautor Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman y Arthur E. Levine de UCLA Profesora de Astrofísica y directora del Grupo del Centro Galáctico de UCLA.

Los nuevos objetos parecen compactos la mayor parte del tiempo y se estiran cuando sus órbitas los acercan más al agujero negro. Sus órbitas van desde aproximadamente 100 a 1, 000 años, dijo la autora principal Anna Ciurlo, un investigador postdoctoral de UCLA.

El grupo de investigación de Ghez identificó un objeto inusual en el centro de nuestra galaxia en 2005, que más tarde 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 un acercamiento al agujero negro supermasivo en 2014. Ghez y su equipo de investigación creen que G2 es muy probablemente dos estrellas que habían estado orbitando el agujero negro en tándem y se fusionó en una estrella extremadamente grande, envuelto en gas y polvo inusualmente espesos.

"En el momento de mayor acercamiento, G2 tenía una firma realmente extraña, ", Dijo Ghez." Lo habíamos visto antes, pero no se veía demasiado peculiar hasta que se acercó al agujero negro y se alargó, y gran parte de su gas se rompió. Pasó de ser un objeto bastante inocuo cuando estaba lejos del agujero negro a uno que estaba realmente estirado y distorsionado en su acercamiento más cercano y perdió su capa exterior. y ahora vuelve a ser más compacto ".

"Una de las cosas que ha emocionado a todo el mundo acerca de los objetos G es que las cosas que son arrancadas de ellos por las fuerzas de las mareas cuando pasan por el agujero negro central deben caer inevitablemente en el agujero negro, "dijo el coautor Mark Morris, Profesor de física y astronomía de UCLA. "Cuando eso pasa, podría producir un impresionante espectáculo de fuegos artificiales, ya que el material devorado por el agujero negro se calentará y emitirá una radiación copiosa 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 de la existencia de cuatro objetos más a los que llaman G3, G4, G5 y G6. Los investigadores han determinado cada una de sus órbitas. Si bien 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 orbitando 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 pensamos, y probablemente sean bastante comunes, "Dijo Ghez." Los agujeros negros pueden estar impulsando la fusión de estrellas binarias. Es posible que muchas de las estrellas que hemos estado observando y que no hemos entendido sean el producto final de fusiones que ahora están tranquilas. 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 otras estrellas individuales y con el agujero negro ".

Ciurlo notó que si bien el gas de la capa exterior de G2 se estiró dramáticamente, su polvo dentro del gas no se estiró mucho. "Algo debe haberlo mantenido compacto y haberle permitido 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 recopilado 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 se trata de explicar un 'evento único' como G2 ".

Los investigadores hicieron observaciones del W.M. Keck Observatory en Hawái y utilizó una poderosa tecnología que Ghez ayudó a ser pionera, llamada óptica adaptativa, que corrige los efectos distorsionantes de la atmósfera terrestre en tiempo real. Llevaron a cabo un nuevo análisis de 13 años de sus datos de la Iniciativa de Órbitas del Centro Galáctico de UCLA.

En septiembre de 2019, El equipo de Ghez informó que el agujero negro está cada vez más hambriento y no está claro por qué. El estiramiento de G2 en 2014 pareció extraer gas que pudo haber sido tragado recientemente por el agujero negro, dijo el coautor Tuan Do, un científico investigador de UCLA y subdirector del Grupo del 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 seguimos analizándolos.

Ghez señaló que el centro 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 son unos 26, 000 años luz de distancia, ", Dijo Ghez." El centro de nuestra galaxia tiene una densidad de estrellas mil millones de veces mayor que nuestra parte de la galaxia. 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, un astrónomo con el W.M. Observatorio Keck en Hawaii; Aurelien Hees, un ex becario postdoctoral de UCLA, ahora investigador del Observatorio de París en Francia; y Smadar Naoz, profesor asistente de física y astronomía de UCLA.

La investigación está financiada por la National Science Foundation, W.M. Keck Foundation y Keck Visiting Scholars Program, la Fundación Gordon y Betty Moore, la Fundación Heising-Simons, 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. Concluyeron que la teoría de Einstein pasó la prueba y es correcta, por ahora.