Confirman a Einstein con la órbita de una estrella cerca de un agujero negro

El telescopio VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral (ESO), situado en Chile, ha permitido confirmar la teoría general de Albert Einstein al detectar que una estrella que orbita un agujero negro supermasivo se mueve tal como él predijo.

Se trata de una estrella situada en el centro de la Vía Láctea y cuya órbita tiene forma de rosetón (y no de elipse, como predijo la teoría de la gravedad de Newton).

Este resultado tan buscado fue posible gracias a las mediciones, cada vez más precisas, llevadas a cabo a lo largo de casi 30 años, lo que ha permitido a los científicos desbloquear los misterios del gigante que acecha en el corazón de nuestra galaxia, informó este jueves el ESO en un comunicado.

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, recuerdan los expertos del ESO.

«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», agregan.

«Este avance observacional fortalece la evidencia de que Sagitario A* debe ser un agujero negro supermasivo de cuatro millones de veces la masa del Sol», declara Reinhard Genzel, director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), en Garching (Alemania) y artífice del programa de 30 años de duración que ha llevado a este resultado.

Situado a 26.000 años luz del Sol, Sagitario A* y el denso cúmulo de estrellas que hay a su alrededor, «proporcionan un laboratorio único para poner a prueba la física en un régimen de gravedad extremo e inexplorado», continúa el ESO.

Una de estas estrellas, S2, se precipita hacia el agujero negro supermasivo desde una distancia de menos de 20.000 millones de kilómetros (120 veces la distancia entre el Sol y la Tierra), lo que la convierte en una de las estrellas más cercanas que se han encontrado en órbita alrededor del gigante masivo.

En su aproximación más cercana al agujero negro, S2 atraviesa el espacio a casi el tres por ciento de la velocidad de la luz, completando una órbita una vez cada 16 años.

«Tras seguir a la estrella en su órbita durante más de dos décadas y media, nuestras exquisitas mediciones detectan, de manera robusta, la precesión Schwarzschild de S2 en su camino alrededor de Sagitario A*», según Stefan Gillessen, quien lideró el análisis de las mediciones publicadas hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

La mayoría de las estrellas y planetas tienen una órbita no circular y, por lo tanto, se acercan y se alejan del objeto alrededor del cual giran.

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 Schwarzschild, no se había medido nunca antes en una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo.

La investigación fue realizada por un equipo internacional liderado por Frank Eisenhauer, del MPE, con colaboradores de Francia, Portugal, Alemania y ESO.

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*.