Una stella solitaria chiamata S2 in orbita attorno a un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia ha dimostrato la previsione della relatività generale nell'ambiente più estremo in cui possiamo testarla.
Mettendo insieme dozzine di osservazioni, gli astronomi hanno dimostrato che S2 non è un'ellisse con una posizione fissa; piuttosto, l'orbita si muove come uno schema spirografico, un fenomeno noto come precessione di Schwarzschild.
Questa è la prima volta che viene rilevata una precessione di Schwarzschild attorno a un buco nero supermassiccio, dimostrando che persiste anche quando osserviamo le orbite delle stelle negli ambienti gravitazionalmente estremi.
Inoltre, le equazioni generali della relatività possono essere utilizzate per prevedere con precisione i cambiamenti orbitali e questi calcoli corrispondono esattamente alle osservazioni di S2.
“La teoria della relatività generale di Einstein prevede che le orbite legate di un oggetto attorno a un altro non sono chiuse, come nella gravità newtoniana, ma precessione in avanti nel piano di movimento”, ha spiegato l'astrofisico Reinhard Hansel del Max Planck Institute for Alien Physics (MPE) in Germania.
Questo famoso effetto – visto per la prima volta nell'orbita del pianeta Mercurio attorno al Sole – è stata la prima prova a favore della relatività generale. Cento anni dopo, abbiamo scoperto lo stesso effetto quando si muove una stella in orbita attorno al Sagittario Un buco nero al centro della Via Lattea.
S2 orbita attorno al Sagittario A in una lunga orbita ellittica ogni 16 anni. All'approccio più vicino, o periastron, sono 17 ore luce dal buco nero, o poco più di quattro volte la distanza dal Sole a Nettuno.
Può sembrare lontano, ma quando hai a che fare con qualcosa di enorme come il Sagittario A, è sorprendentemente vicino e l'impatto gravitazionale del buco nero accelera la stella fino a quasi il 3% della velocità della luce mentre ruota. È una delle stelle più vicine al centro galattico.
“Poiché le misurazioni S2 seguono così bene la relatività generale, possiamo fissare limiti rigorosi alla quantità di materiale invisibile, come la materia oscura distribuita o forse buchi neri più piccoli, è presente intorno al Sagittario A”, hanno detto gli astrofisici Guy Perrin e Karin Perrault dall'Osservatorio di Parigi – Place de Meudon e dall'Osservatorio di Grenoble in Francia, rispettivamente.
“Questo è di grande interesse per comprendere la formazione e l'evoluzione dei buchi neri supermassicci”.
Lo studio è stato pubblicato su Astronomy and Astrophysics.
