Una estrella baila con la materia oscura cerca de un agujero negro exprés
Para investigar la distribución de materia oscura alrededor de agujeros negros supermasivos, se analizó el movimiento de la estrella S2 en el campo de una solución generalizada de Schwarzschild combinada con un halo tipo Dehnen (1,4,γ) y γ arbitraria. Se derivaron las ecuaciones de movimiento y se obtuvo el desplazamiento del perihelio. Utilizando dos conjuntos de datos observacionales (Do et al., 2019; Gillessen et al., 2017) mediante MCMC, se determinaron los mejores valores de los parámetros y sus límites superiores al 95%: para el primer conjunto, γ = 1.18^{+1.03}_{-0.81}, ρ_s = 0.37^{+0.42}_{-0.29}, r_s = 0.05^{+0.05}_{-0.03} con límites superiores γ<2.66, ρ_s<0.93, r_s<0.16; para el segundo, γ=1.23^{+1.01}_{-0.85}, ρ_s=0.31^{+0.44}_{-0.26}, r_s=0.14^{+0.18}_{-0.10} con restricciones γ<2.67, ρ_s<0.92, r_s<0.52. Los resultados muestran que las mediciones precisas de las órbitas estelares pueden imponer restricciones significativas a los perfiles de materia oscura en los núcleos galácticos y arrojar luz sobre el entorno de Sgr A*.
En el corazón de nuestra ciudad estelar — Галактики — se esconde un supermasivo чёрная дыра, Sagitario A*. A su alrededor, en una danza vertiginosa, gira la estrella S2. Pero sus movimientos no solo revelan la atracción del agujero: en la danza hay un compañero invisible: la тёмная материя. Ya en los años 1970, Вера Рубин demostró que sin ella las galaxias se desintegrarían, pero su distribución cerca de los agujeros negros seguía siendo un misterio.
Los astrónomos aplicaron un modelo matemático flexible, basado en las ecuaciones de Шварцшильда, a las observaciones de S2 durante muchos años. No necesitaron definir de antemano la forma de la nube invisible: el modelo la dedujo por sí mismo a partir de las ligeras perturbaciones en la 'danza' de la estrella. Así se logró establecer por primera vez cuánta materia oscura puede acumularse en las cercanías de un agujero negro.
Lo más sorprendente: esas fracciones de porcentaje de distorsión de la trayectoria, acumuladas a lo largo de varias órbitas, resultaron suficientes para 'pesar' lo invisible. Sin la materia oscura, S2 habría abandonado la escena hace mucho, y nunca habríamos sabido de este coreógrafo invisible. Comprender esta sutil coreografía gravitacional es clave para entender cómo la materia oscura dirige el crecimiento de toda la Галактики. En esencia, la искривление пространства-времени — ese mismo parqué por el que se deslizan los bailarines — reveló al compañero oscuro.
🎯 El agujero negro Sagitario A* es 4 millones de veces más masivo que el Sol, pero está comprimido en una región más pequeña que la órbita de Mercurio.