Astronomer har "helt klart" för ett spännande test av Einsteins allmänna relativitetsteori, tack vare en ny upptäckt om S0-2:s stjärnstatus.

Ända tills nu, man trodde att S0-2 kan vara en binär, ett system där två stjärnor cirklar runt varandra. Att ha en sådan partner skulle ha komplicerat det kommande gravitationstestet.

Men i en studie publicerad nyligen i Astrofysisk tidskrift , ett team av astronomer ledda av en UCLA-forskare från Hawaii har funnit att S0-2 trots allt inte har en signifikant annan, eller åtminstone en som är tillräckligt massiv för att komma i vägen för kritiska mätningar som astronomer behöver för att testa Einsteins teori.

Forskarna gjorde sin upptäckt genom att erhålla spektroskopiska mätningar av S0-2 med hjälp av W. M. Keck Observatorys OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS) och Laser Guide Star Adaptive Optics.

"Detta är den första studien som undersöker S0-2 som en spektroskopisk binär, " sa huvudförfattaren Devin Chu från Hilo, en astronomistudent med UCLA:s Galactic Center Group. "Det är otroligt givande. Den här studien ger oss förtroende för att ett S0-2 binärt system inte nämnvärt kommer att påverka vår förmåga att mäta gravitationell rödförskjutning."

Einsteins allmänna relativitetsteori förutspår att ljus som kommer från ett starkt gravitationsfält sträcks ut, eller "rödskiftad". Forskare förväntar sig att direkt mäta detta fenomen med början på våren när S0-2 närmar sig det supermassiva svarta hålet i mitten av vår Vintergatans galax.

Detta kommer att tillåta Galactic Center Group att se stjärnan dras med maximal gravitationsstyrka – en punkt där varje avvikelse från Einsteins teori förväntas vara störst.

"Det kommer att vara den första mätningen i sitt slag, sa medförfattaren Tuan Do, biträdande direktör för Galactic Center Group. "Gravitationen är den minst beprövade av naturens krafter. Einsteins teori har klarat alla andra tester med glans hittills, så om det finns avvikelser uppmätta, det skulle verkligen väcka många frågor om gravitationens natur!"

"Vi har väntat 16 år på det här, " sa Chu. "Vi är angelägna om att se hur stjärnan kommer att bete sig under det svarta hålets våldsamma drag. Kommer S0-2 följa Einsteins teori eller kommer stjärnan att trotsa våra nuvarande fysiklagar? Det får vi snart veta!"

Studien kastar också mer ljus över den märkliga födelsen av S0-2 och dess stjärngrannar i S-Star Cluster. Det faktum att dessa stjärnor finns så nära det supermassiva svarta hålet är ovanligt eftersom de är så unga; hur de kunde ha bildats i en sådan fientlig miljö är ett mysterium.

"Stjärnbildning vid Galactic Center är svårt eftersom tidvattenkrafternas brutala styrka från det svarta hålet kan slita isär gasmoln innan de kan kollapsa och bilda stjärnor, " sa Do.

"S0-2 är en mycket speciell och förbryllande stjärna, " sa Chu. "Vi ser vanligtvis inte unga, heta stjärnor som S0-2 bildas så nära ett supermassivt svart hål. Det betyder att S0-2 måste ha formats på ett annat sätt."

Det finns flera teorier som ger en möjlig förklaring, där S0-2 är en binär som en av dem. "Vi kunde sätta en övre gräns för massan av en medföljande stjärna för S0-2, " sa Chu. Denna nya begränsning för astronomer närmare att förstå detta ovanliga föremål.

"Stjärnor så massiva som S0-2 har nästan alltid en binär följeslagare. Vi har turen att ha ingen följeslagare gör mätningarna av generella relativistiska effekter lättare, men det fördjupar också denna stjärnas mysterium, " sa Do.

Galactic Center Group planerar nu att studera andra S-stjärnor som kretsar kring det supermassiva svarta hålet, i hopp om att skilja mellan de olika teorierna som försöker förklara varför S0-2 är singel.