El interferómetro óptico GRAVITY del Very Large Telescope, a punto para iniciar el estudio del agujero negro del centro de la Vía Láctea

[Jaime Rudas]

De todas maneras, si la precesión de S62 fuese de 9.9º el ratio sería de 9.9º / 360º = 2.75% que tampoco es el 10% que dice el abstract.

Me llama la atención que lo del 10% en cada órbita no se menciona ni en el abstract ni en el cuerpo del preprint mismo.

[Richard R Richard]

Hola no se como has calculado

$a=\notcien{99.7}{12}$ m

.

la masa me da bastante parecido en el orden pero

según la table de la página 4 del paper $a=3.588 mpc$

si cada $1pc =\notcien{3,0857}{16}m$

entonces $a=0.003588\cdot \notcien{3,0857}{16}=\notcien{1,10714916}{14}m$

dandome $\Delta \phi=0,02211$ que tampoco es un 10% o 36 ° o $\cong 0.628 rad/rev$

PD creo que ya te había dicho que citan tus calculos en LWDF en https://es.wikipedia.org/wiki/Perihelio

No se si es la misma cita u otra...

Me llama la atención que lo del 10% en cada órbita no se menciona ni en el abstract ni en el cuerpo del preprint mismo.

En el abstract solo dice que alcanza una velocidad del 10% de la velocidad de la luz en el periastro, y en el cuerpo si dicen que

Using the values from the orbital elements for S62, we find a periapse advance of 9.9 °

pero yo calculo que no es más que 1°15'...

Será un error de tipeo, del que se hicieron eco las noticias..?

[Alriga]

la masa me da bastante parecido en el orden pero

según la table de la página 4 del paper $a=3.588 mpc$

si cada $1pc =\notcien{3,0857}{16}m$

entonces $a=0.003588\cdot \notcien{3,0857}{16}=\notcien{1,10714916}{14}m$

Yo inicialmente también calculé el semieje mayor así obteniendo lo mismo que tú.

En cuanto a la masa, según el paper la de SgrA* es de 4.15 millones de masas solares y la masa del sol es de 2E+30 kg, por lo tanto M(SgrA*) = 8.3E+36 kg

... no se como has calculado

$a=\notcien{99.7}{12}$ m

El equivalente de a = 3.588 mpc es a = 740 UA = 110.7E+12 m como tú bien dices. Como no obtenía los resultados del paper, probé que, como sabemos que en una elipse la relación entre el semieje mayor y el periastro es:

$Per = a (1-e)$

Si el periastro se produce a 16 UA, y e = 0.976 deducimos que el semieje mayor es a = 667 UA. Sale ligeramente inferior a las 740 UA que salen a partir de la conversión de los mpc. Y como 667 UA = 99.7E+12 m usé ese valor para los cálculos.

... En el abstract solo dice que alcanza una velocidad del 10% de la velocidad de la luz en el periastro,...

Sí, así es en el abstract del pdf del estudio. Yo me refería, como bien ha visto también Jaime Rudas, al "abstract" de la presentación del estudio. Es ahí donde dice "The close distance of S62 to SgrA* at its periapse of around 2 mas results in a gravitational periapse shift of almost 10% / orbit", aunque después ya no lo diga en el interior del pdf.

Por cierto, lo de que la velocidad en el periápside es el 10% de la velocidad de la luz sólo da el orden de magnitud, ya que si lo calculamos usando:

$v_p=\sqrt{\dfrac{G \ M}{a} \cdot \dfrac{1+e}{1-e}}$

Obtenido de Cálculo de la velocidad en órbitas elípticas

Nos sale una velocidad de 21385 km/s que es el 7.1% de la velocidad de la luz.

Saludos.

[Richard R Richard]

Que encontremos diferencias numéricas aplicando la teoría newtoniana vs la TRG , es lógico la órbita no es una elipse, pero que las hallemos repasando cálculo del cual dato y fórmula fueron provistos...es raro, incluso la wikipedia tiene datos diferentes sobre S62 y Sag.A que el propio estudio.
Que los portales divulgativos exageren vaya y pase pero verlo en el propio estudio es mas que curioso.

[Jaime Rudas]

De todas maneras, si la precesión de S62 fuese de 9.9º el ratio sería de 9.9º / 360º = 2.75% que tampoco coincide con el 10% que dice el abstract de la presentación del artículo. Diría que en el preprint de arxiv se han equivocado en los números. Lástima que no puedo consultar el artículo de pago en The Astrophysical Journal, Volume 889, Number 1, 2020 January 24

Hace un par de horas, Francis te confirma que en The Astrophysical Journal aparece lo mismo que en el preprint.

[Alriga]

Hace un par de horas, Francis te confirma que en The Astrophysical Journal aparece lo mismo que en el preprint.

Gracias Jaime, la última vez que miré allí aun no estaba, y no lo había visto. Francis hasta se ha tomado la molestia de fotocopiar el párrafo de arxiv al lado del párrafo de The Astrophysical Journal para que se vea que coinciden:

Albert, el texto en ambas versiones es idéntico: https://francis.naukas.com/files/202...357-ab5afd.png Por lo que parece han cometido un error de cálculo.

Le he contestado en los comentarios de su blog:

Muchas gracias por mirarlo, Francis.
Me sorprende que en el peer-review ningún referee se haya dado cuenta del error, tratándose de un cálculo tan sencillo. No sé si eso es algo habitual. En fin, me voy perplejo
Gracias de nuevo y saludos cordiales.

Le estoy agradecido por las molestias que se ha tomado, saludos.

[Jaime Rudas]

Gracias Jaime, la última vez que miré allí aun no estaba, y no lo había visto.

Sí, eso supuse y por eso te alerté. A propósito, en el libro de Weinberg de donde tomaron la fórmula se puede comprobar que es prácticamente la misma (y digo prácticamente porque no tiene el c² que suele considerarse 1 en estos libros).

[Alriga]

... el desplazamiento del periastro en cada revolución. La expresión en radianes por revolución que encuentro en la bibliografía del tema (Complete calculations of the perihelion precession of Mercury and the deflection of light by the Sun in General Relativity. Christian Magnan) es:

$$\boxed{\Delta \phi=\dfrac{6 \ \pi \ G \ M}{a \ (1-e^2) \ c^2}} \quad rad/rev$$

... Si aplico ... a la estrella S62 orbitando a SgrA*

$M=\notcien{8.3}{36}$ kg

$a=\notcien{99.7}{12}$ m

$e=0.976$

Obtengo $\Delta \phi=$ 0.025 rad/rev que es equivalente a 1.41º por revolución. No me coincide con lo que dice el paper en la página 9:

“… Using the values from the orbital elements for S62, we find a periapse advance of 9.9º …”

Que encontremos diferencias numéricas aplicando la teoría newtoniana vs la TRG , es lógico la órbita no es una elipse, pero que las hallemos repasando cálculo del cual dato y fórmula fueron provistos...es raro, ...

... Me sorprende que en el peer-review ningún referee se haya dado cuenta del error, tratándose de un cálculo tan sencillo. No sé si eso es algo habitual. En fin, me voy perplejo ...

He contactado con Florian Peissker, primer firmante del artículo científico y le he explicado nuestro cálculo y la incompatibilidad del mismo con el resultado que ellos dicen obtener en el paper. Él, todo amabilidad me ha contestado enseguida.

Nos dice (textual) "que nosotros tenemos toda la razón" y que ese número "de alguna manera se les escapó de las manos" y añade, (creo que con un tono de reproche) "y de las de los árbitros". Finalmente acaba diciendo que "estamos considerando varias alternativas para conseguir corregir este error"

Saludos.

[Richard R Richard]

Wow!!! No es el primer paper que por debatir en LWDF le encontramos que tiene errores, pero si el primero en que se han dignado en reconocerlos!!!! Es que son humanos, y susceptibles de equivocarse como cualquiera.

[Alriga]

El titular de European Space Telescope dice: Un telescopio de ESO ve la danza de una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo, dando la razón a Einstein. Observaciones realizadas con el Very Large Telescope (VLT) de ESO han revelado, por primera vez, que una estrella que orbita el agujero negro supermasivo que hay en el centro de la Vía Láctea se mueve tal y como lo predijo la teoría general de la relatividad de Einstein. La órbita de la estrella S2 tiene forma de rosetón (y no de elipse, como predice la teoría de la gravedad de Newton)

... Todo a punto para observar el inminente Periastro de S2 en su órbita alrededor de Sagitario A* que tendrá lugar a principios de esta próxima primavera, para detectar posibles desviaciones de comportamiento respecto de la Relatividad General. Es como observar el Perihelio de Mercurio, pero a lo bestia ...

Este efecto, conocido como Precesión de Schwarzschild (SP), no se había medido nunca antes en una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo. Esta representación artística ilustra la precesión de la órbita de la estrella, exagerando su efecto para una visualización más fácil.

... Veo que todos los medios hablan sobre el corrimiento al rojo pero no veo una comparativa entre la órbita esperada siguiendo la leyes de Newton o las de la RG ...

La Relatividad General de Einstein predice que las órbitas enlazadas de un objeto alrededor de otro no están cerradas, como en la Gravedad Newtoniana, sino que tienen un movimiento de precesión hacia adelante en el plano de movimiento. Este famoso efecto —visto por primera vez en la órbita del planeta Mercurio alrededor del Sol— fue la primera evidencia a favor de la Relatividad General. Cien años después, hemos detectado el mismo efecto en el movimiento de una estrella que orbita la fuente de radio compacta Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea. Este avance observacional fortalece la evidencia de que Sagitario A* tiene que ser un agujero negro supermasivo de cuatro millones de veces la masa del Sol.

La órbita de S2 tiene un movimiento de precesión, lo que significa que la ubicación de su punto más cercano al agujero negro supermasivo cambia con cada giro, de modo que la siguiente órbita gira con respecto a la anterior, creando una forma de rosetón. La Relatividad General proporciona una predicción precisa de cuánto cambia su órbita y las últimas mediciones de esta investigación coinciden exactamente con la teoría. Este efecto, conocido como Precesión de Schwarzschild (SP), no se había medido nunca antes en una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo.

Este resultado es la culminación de 27 años de observaciones de la estrella S2 utilizando, durante la mayor parte de este tiempo, una flota de instrumentos instalados en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, ubicado en el desierto de Atacama, en Chile.

La precisión de los instrumentos científicos que exploran el Universo no deja de sorprenderme … El semieje mayor de la órbita de la estrella en torno a “Sagitario A” se calcula: $a =\notcien{150.8}{12} \ m$ … Suponiendo que el plano de la órbita sea perpendicular a la visual, y dado que la distancia al centro galáctico es de unos $d=7.6 \ kiloparsec$, el ángulo entre extremos de la órbita de la estrella, medido en segundos de arco, se ve desde la Tierra del tamaño de: $\phi=2 \cdot \arcsin \dfrac a d = 0.27$ "
Como la precisión de GRAVITY es de 0.003”, se podrá “trocear” la órbita en unas 90 partes.
Impresionante …

El equipo realizó más de 330 mediciones en total utilizando los instrumentos GRAVITY, SINFONI y NACO. Dado que S2 tarda años en orbitar el agujero negro supermasivo, fue crucial seguir a la estrella durante casi tres décadas con el fin de desentrañar las complejidades de su movimiento orbital.

El equipo, conforma la colaboración GRAVITY, que lleva el nombre del instrumento que desarrollaron para el Interferómetro del VLT, que combina la luz de los cuatro telescopios VLT de 8 metros formando un súpertelescopio (con una resolución equivalente a la de un telescopio de 130 metros de diámetro). El mismo equipo dio a conocer, en 2018, otro efecto predicho por la Relatividad General: vieron la luz recibida de S2 estirándose a longitudes de onda más largas a medida que la estrella pasaba cerca de Sagitario A*

Con el próximo telescopio de ESO, el Extremely Large Telescope (ELT), el equipo cree que serían capaces de ver muchas estrellas más débiles orbitando aún más cerca del agujero negro supermasivo: se podrían podrían captar estrellas lo suficientemente cerca como para que realmente “sientan la rotación, (el giro) del agujero negro”, (Arrastre de marcos inerciales), tal como predice la Relatividad General: Esto significaría que los astrónomos serían capaces de medir además de la masa, el spin de Sagitario A*, que junto con la masa definen el espacio y el tiempo a su alrededor.

El artículo científico que se publicó ayer en arxiv es Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole, resumo el abstract:

Detección de la Precesión de Schwarzschild en la órbita de la estrella S2 cerca del agujero negro masivo del centro galáctico.

La estrella S2 que orbita la fuente de radio compacta Sgr A* es una sonda de precisión del campo gravitacional alrededor del agujero negro masivo del centro galáctico. Durante las últimas 2.7 décadas, hemos monitoreado la velocidad radial y el movimiento de la estrella en el cielo, principalmente con los instrumentos de óptica adaptativa SINFONI y NACO en el VLT de ESO, y desde 2017, con el instrumento de combinación de haz interferométrico de cuatro telescopios GRAVITY. En este artículo informamos la primera detección de la Precesión de Schwarzschild (SP) de Relatividad General (GR) en la órbita de S2. En este artículo informamos la primera detección de la Precesión Schwarzschild (SP) de Relatividad General (GR) en la órbita altamente elíptica (e = 0,88) de la estrella S2

La excelente astrometría 2017-2019 de GRAVITY define el paso por el periastro y la dirección saliente. La dirección entrante está anclada por 118 mediciones NACO-AO de la posición de S2 en el marco de referencia infrarrojo, con 75 mediciones directas adicionales de la separación S2-Sgr A* durante estados brillantes (“destellos”) de Sgr A*. Nuestro modelo de 14 parámetros ajusta la distancia, la masa central, la posición y el movimiento del marco de referencia de la astrometría con óptica adaptativa (AO) en relación con la masa de S2, los seis parámetros de la órbita, así como un parámetro adimensional f_SP para la Precesión de Schwarzschild (f_SP = 0 para Newton y 1 para Relatividad General)

El estudio de los datos hasta finales de 2019 permitió detectar de manera sólida que la SP de S2, $\boldsymbol{\Delta \phi = 12}$’ de arco por período orbital. Del ajuste posterior y el análisis bayesiano de MCMC con diferentes esquemas de ponderación y bootstrapping encontramos f_SP = 1.10 +/- 0.19. Los datos S2 son totalmente consistentes con la GR. Cualquier masa extensa en el interior de la órbita de S2 no puede exceder ~ 0.1% de la masa central. Cualquier tercera masa compacta dentro del segundo de arco central, debe ser inferior a aproximadamente 1000 masas solares.

Saludos.

PD. Notad que aunque los datos de la estrella S2 se recogieron antes, primero se publicó el estudio del desplazamiento del periastro de la estrella S62, como informamos en La web de Física en el post#13 de este mismo hilo.

[Alriga]

El instrumento GRAVITY, el gran protagonista de este hilo, ha conseguido las imágenes más detalladas hasta el momento del movimiento de las estrellas alrededor del agujero negro supermasivo Sgr A* del centro de la Vía Láctea. Las nuevas imágenes nos acercan 20 veces más de lo que era posible antes del interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) y han ayudado a los astrónomos a encontrar una estrella nunca antes vista (que han llamado S300) cerca del agujero negro. Al seguir las órbitas de las estrellas del centro de nuestra Vía Láctea, el equipo ha realizado la medición más precisa obtenida hasta el momento de la masa del agujero negro: 4,297 +/- 0,012 millones de masas solares.

Recordad que GRAVITY combina la luz de los cuatro telescopios de 8,2 metros del Very Large Telescope (VLT) de ESO utilizando una técnica llamada interferometría. El vídeo es espectacular:

El artículo científico es The mass distribution in the Galactic Centre from interferometric astrometry of multiple stellar orbits

Saludos.

PD. Recordad que gracias a los trabajos que hemos ido explicando en este hilo, Reinhard Genzel usando los telescopios VLT de Chile y Andrea Ghez usando los telescopios Keck de Hawaii, ambos han sido galardonados con el Premio Nobel de Física 2020

[Richard R Richard]

pero yo calculo que no es más que 1°15'...

Releyendo este hilo, debido a la creación de otro hilo con preguntas relacionadas con el tema.

Sigo viendo el articulo sin corrección https://arxiv.org/pdf/2002.02341.pdf , dice tener una revisión o versión 1, la que he releído y sigue manteniendo la frase con el dato 9.9° de avance en el perihelio...

Ha sido enlazado por varias organizaciones , y abstract dice lo mismo

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/20.....61P/abstract
https://www.researchgate.net/publica...it_around_SgrA

y la wikipedia se sirve de el

https://en.wikipedia.org/wiki/S62_(star)

Si bien el gazapo existe y es anecdótico y casi intrascendente, no es bueno propagar errores, pero hay que ser cautos a tomarlos como ciertos si todo hace parecer que esto sucede normalmente...

Saludos

He contactado con Florian Peissker, [.............. Finalmente acaba diciendo que "estamos considerando varias alternativas para conseguir corregir este error"
.

Sigue estando igual y ha sido enlazado por varias organizaciones , y abstract dice lo mismo

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/20.....61P/abstract
https://www.researchgate.net/publica...it_around_SgrA

y la wikipedia se sirve de el

https://en.wikipedia.org/wiki/S62_(star)

Si bien el gazapo existe , es anecdótico y casi intrascendente, no es bueno propagar errores, pero hay que ser cautos al tomarlos como ciertos, si todo hace parecer que esto sucede normalmente y no se modifica.

Saludos

[Alriga]

...Sigo viendo el articulo sin corrección https://arxiv.org/pdf/2002.02341.pdf , dice tener una revisión o versión 1, la que he releído y sigue manteniendo la frase con el dato 9.9° de avance en el perihelio...

La versión v1 de arxiv (que es la última) es de fecha 07/02/2020 y la fecha del artículo en The Astrophysical Journal (S62 on a 9.9 yr Orbit around SgrA*) es 24/01/2020.

Yo avisé a Florian Peißker del error el 25/02/2020. Luego tanto la última publicación de arxiv, como la única de ApJ son anteriores al aviso. Florian Peißker fue muy amable al contestarme y reconocer el error, aunque de la lacónica frase que me dijo "We are considering several steps in order to correct this error" ya intuí que probablemente él ya estaba trabajando en otras cosas y que poco tiempo y esfuerzo iba a gastar realmente para corregir el error que no es crítico en los objetivos del estudio, que son, calcular a partir de las observaciones:

• el período orbital de S62
• el semieje mayor de la órbita elíptica
• la excentricidad de la órbita
• la masa del agujero negro SgrA*

Gracias por tu interés Richard, saludos.