Em um estudo de 16 anos de duração, utilizando vários dos telescópios do ESO-bandeira, uma equipe de astrônomos alemães produziu a visão mais detalhada de sempre nas imediações do monstro escondido no coração de nossa galáxia - um buraco negro supermassivo. A pesquisa ter desvendado os segredos desta região tumultuada, mapeando as órbitas de quase 30 estrelas, um aumento de cinco vezes em relação a estudos anteriores. Uma das estrelas já completou uma órbita completa ao redor do buraco negro.
Ao observar os movimentos de 28 estrelas que orbitam região mais central da Via Láctea com paciência admirável e precisão surpreendente, os astrônomos foram capazes de estudar o buraco negro supermassivo espreita lá. É conhecida como "Sagitário A *" (pronuncia-se "Sagittarius A estrela"). A nova pesquisa é a primeira vez que as órbitas de muitas destas estrelas centrais foram calculadas com precisão e revela informações sobre a formação enigmática destas estrelas - e sobre o buraco negro a que estão vinculados." O centro da galáxia é um laboratório único onde podemos estudar os processos fundamentais de gravidade forte, dinâmica estelar e formação de estrelas que são de grande relevância para todos os outros núcleos galácticos, com um nível de detalhe que nunca será possível além da nossa galáxia , ", explica Reinhard Genzel, chefe da equipe do Max-Planck-Instituto para Física Extraterrestre, em Garching, perto de Munique.
A poeira interestelar que preenche a Galaxia bloqueia a nossa visão direta da região central da Via Láctea em luz visível. Assim, astrônomos usaram comprimentos de onda infravermelhos que podem penetrar a poeira para sondar a região. Enquanto este é um desafio tecnológico, vale bem a pena o esforço. " O Centro Galáctico alberga mais próximo do buraco negro supermassivo conhecido. Por isso, é o melhor lugar para estudar buracos negros em detalhes ", afirma o primeiro autor do estudo, Stefan Gillessen.
A equipe usou as estrelas centrais como "partículas teste" Ao observar como eles se movem em torno de Sagitário A *. Tal como folhas apanhadas numa rajada de vento revelam uma complexa rede de correntes de ar, o seguimento das estrelas centrais mostra a relação de forças no trabalho no Centro Galáctico. Estas observações podem então ser utilizados para inferir propriedades importantes do buraco negro em si, tais como a sua massa e à distância. O novo estudo também mostrou que pelo menos 95% da massa detectado pelas estrelas tem que estar no buraco negro. Há, portanto, pouco espaço para outra matéria escura.
" Sem dúvida, o aspecto mais espetacular de nosso estudo a longo prazo é que ele tem o que é agora considerado a melhor evidência empírica de que buracos negros supermassivos realmente existem. As órbitas estelares no Centro Galáctico mostram que a concentração central de massa de quatro milhões massas solares deve ser um buraco negro, além de qualquer dúvida razoável ", diz Genzel. As observações também permitem aos astrónomos determinar a nossa distância para o centro da Galáxia com grande precisão, que está agora nos 27 000 anos-luz.
Para construir esta imagem incomparável do coração da Via Láctea e calcular as órbitas das estrelas individuais, a equipe teve que estudar as estrelas lá por muitos anos. Estes últimos resultados inovadores, portanto, representam 16 anos de trabalho dedicado, que começou com observações feitas em 1992 com a câmera SHARP anexado Technology Telescope do ESO de 3,5 metros New localizado no observatório de La Silla, no Chile. Mais observações foram posteriormente feitas desde 2002 usando dois instrumentos montados em m do ESO 8,2 Very Large Telescope (VLT). Um total de cerca de 50 noites de tempo de observação com telescópios do ESO, ao longo dos 16 anos, tem sido usada para completar este conjunto incrível de observações.
O novo trabalho melhorou a precisão pelo qual os astrônomos podem medir as posições das estrelas, por um fator de seis comparados com estudos anteriores. A precisão final é de 300 microssegundos de arco, o equivalente a ver uma moeda de um euro a partir de uma distância de cerca de 10 000 km.
Pela primeira vez o número de órbitas estelares conhecidas é agora suficientemente grande para procurar propriedades comuns entre eles. " As estrelas na região mais interior estão em órbitas aleatórias, como um enxame de abelhas ", diz Gillessen. "No entanto, mais longe, seis das 28 estrelas orbitam o buraco negro em um disco. Neste contexto, o novo estudo também confirmou explicitamente trabalhos anteriores em que o disco havia sido encontrado, mas apenas em um sentido estatístico. Ordenada movimento fora do mês-luz central, orientou aleatoriamente as órbitas dentro -. É como a dinâmica das estrelas jovens do Centro Galáctico são melhor descritos "
Uma estrela em particular, conhecido como S2, orbita o centro da Via Láctea tão rápido que ele completou uma revolução dentro do período de 16 anos do estudo. Observando uma órbita completa de S2 foi uma contribuição crucial para a alta precisão alcançada e para a compreensão desta região. No entanto, o mistério ainda permanece como a forma, como essas jovens estrelas chegam a estar nas órbitas que são observadas para hoje. Elas são muito jovens para terem migrado agora, mas parece ainda mais improvável que elas tenham se formaram em suas órbitas atuais onde as forças de maré do buraco negro actuam.Excitantes observações futuras já estão sendo planejadas para testar vários modelos teóricos que tentam resolver este enigma.
" ESO ainda tem muito para olhar para frente ", diz Genzel. "Para estudos futuros nas imediações do buraco negro, precisamos de maior resolução angular do que é actualmente possível. " De acordo com Frank Eisenhauer, investigador principal da GRAVIDADE instrumento de próxima geração, o ESO em breve será capaz de obter essa resolução muito necessária. " O próximo grande avanço será combinar a luz dos quatro telescópios de 8,2 metros do VLT - unidade. uma técnica conhecida como interferometria Isto irá melhorar a precisão das observações por um fator 10-100 sobre o que atualmente for possível Esta combinação tem. o potencial de testar diretamente a relatividade geral de Einstein na região presentemente inexplorada perto de um buraco negro. "
Notas
Estas observações são a culminação de 16 anos de uma campanha de acompanhamento grande, iniciada em 1992, Technology Telescope do ESO Novo com SHARP. Foi então desenvolvida a Very Large Telescope do ESO, com os instrumentos da NACO e SINFONI. Estes dois instrumentos se baseiam no uso de óptica adaptativa, que permite que astrônomos para remover o efeito de borrão da atmosfera. Como o centro da Via Láctea é muito lotado, é necessário observá-lo com a melhor resolução possível, portanto, a necessidade de óptica adaptativa.
Sinais de rádio apenas, a luz infravermelha e raios-X pode chegar até nós do Centro Galáctico. Enquanto observações de rádio mostrar principalmente gás e observatórios de raios-X são sensíveis aos processos de alta energia, o infravermelho permite que estas estrelas possam ser observadas.
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