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Jueves 16 abril de 2020 | Publicado a las 03:00 · Actualizado a las 03:00
Observan gracias a telescopio de ESO la danza de una estrella alrededor de agujero negro supermasivo
Por Camilo Suazo
La información es de Comunicado de Prensa
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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.

Su √≥rbita tiene forma de roset√≥n (y no de elipse, como predijo la teor√≠a de la gravedad de Newton). Este resultado tan buscado fue posible gracias a las mediciones, cada vez m√°s precisas, llevadas a cabo a lo largo de casi 30 a√Īos, lo que ha permitido a los cient√≠ficos desbloquear los misterios del gigante que acecha en el coraz√≥n de nuestra galaxia.

La Relatividad General de Einstein predice que las √≥rbitas enlazadas de un objeto alrededor de otro no est√°n cerradas, como en la Gravedad Newtoniana, sino que tienen un movimiento de precesi√≥n hacia adelante en el plano de movimiento. Este famoso efecto ‚ÄĒvisto por primera vez en la √≥rbita del planeta Mercurio alrededor del Sol‚ÄĒ fue la primera evidencia a favor de la Relatividad General.

“Cien a√Īos despu√©s, 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 V√≠a L√°ctea. 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‚ÄĚ, afirm√≥ Reinhard Genzel, Director del Instituto Max Planck de F√≠sica Extraterrestre (MPE), en Garching (Alemania) y art√≠fice del programa de 30 a√Īos de duraci√≥n que ha llevado a este resultado.

√ďrbitas de las estrellas alrededor del agujero negro del centro de la V√≠a L√°ctea | ESO
√ďrbitas de las estrellas alrededor del agujero negro del centro de la V√≠a L√°ctea | ESO

Situado a 26.000 a√Īos luz del Sol, Sagitario A* y el denso c√ļmulo de estrellas que hay a su alrededor, proporcionan un laboratorio √ļnico para poner a prueba la f√≠sica en un r√©gimen de gravedad extremo e inexplorado.

Una de estas estrellas, S2, se precipita hacia el agujero negro supermasivo desde una distancia de menos de 20.000 millones de kil√≥metros (120 veces la distancia entre el Sol y la Tierra), lo que la convierte en una de las estrellas m√°s cercanas que se han encontrado en √≥rbita alrededor del gigante masivo. En su aproximaci√≥n m√°s cercana al agujero negro, S2 atraviesa el espacio a casi el tres por ciento de la velocidad de la luz, completando una √≥rbita una vez cada 16 a√Īos.

‚ÄúTras seguir a la estrella en su √≥rbita durante m√°s de dos d√©cadas y media, nuestras exquisitas mediciones detectan, de manera robusta, la precesi√≥n Schwarzschild de S2 en su camino alrededor de Sagitario A*‚ÄĚ, declara Stefan Gillessen, quien lider√≥ el an√°lisis 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.

Visión de amplio campo del Centro de la Vía Láctea | ESO
Visión de amplio campo del Centro de la Vía Láctea | ESO

La Relatividad General proporciona una predicci√≥n precisa de cu√°nto cambia su √≥rbita y las √ļltimas mediciones de esta investigaci√≥n coinciden exactamente con la teor√≠a. Este efecto, conocido como precesi√≥n Schwarzschild, no se hab√≠a medido nunca antes en una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo.

El estudio realizado con el VLT de ESO tambi√©n ayuda a los cient√≠ficos a saber m√°s sobre los alrededores del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. En palabras de Guy Perrin y Karine Perraut, cient√≠ficos franceses del proyecto, ‚Äúdebido a que las mediciones de S2 se ajustan tan bien a la Relatividad General, podemos establecer l√≠mites estrictos sobre la cantidad de material invisible (como materia oscura distribuida o posibles agujeros negros m√°s peque√Īos) que hay alrededor de Sagitario A*. Esto resulta muy interesante para entender la formaci√≥n y evoluci√≥n de los agujeros negros supermasivos‚ÄĚ.

Este resultado es la culminaci√≥n de 27 a√Īos de observaciones de la estrella S2 utilizando, durante la mayor parte de este tiempo, una flota de instrumentos instalados en el VLT de ESO, ubicado en el desierto de Atacama, en Chile.

El n√ļmero de puntos de datos que marcan la posici√≥n y la velocidad de la estrella atestigua la minuciosidad y precisi√≥n de esta nueva investigaci√≥n: el equipo realiz√≥ m√°s de 330 mediciones en total utilizando los instrumentos GRAVITY, SINFONI y NACO. Dado que S2 tarda a√Īos en orbitar el agujero negro supermasivo, fue crucial seguir a la estrella durante casi tres d√©cadas con el fin de desentra√Īar las complejidades de su movimiento orbital.

La investigaci√≥n fue realizada por un equipo internacional liderado por Frank Eisenhauer, del MPE, con colaboradores de Francia, Portugal, Alemania y ESO. El equipo conforma la colaboraci√≥n GRAVITY, que lleva el nombre del instrumento que desarrollaron para el Interfer√≥metro VLT, que combina la luz de los cuatro telescopios VLT de 8 metros formando un s√ļpertelescopio (con una resoluci√≥n equivalente a la de un telescopio de 130 metros de di√°metro).

El mismo equipo dio a conocer, en 2018, otro efecto predicho por la Relatividad General: vieron la luz recibida de S2 estir√°ndose a longitudes de onda m√°s largas a medida que la estrella pasaba cerca de Sagitario A*. ‚ÄúNuestro resultado anterior ha demostrado que la luz emitida por la estrella experimenta la Relatividad General. Ahora hemos demostrado que la propia estrella sufre los efectos de la Relatividad General‚ÄĚ, afirma Paulo Garc√≠a, investigador del Centro de Astrof√≠sica y Gravitaci√≥n de Portugal y uno de los cient√≠ficos principales del proyecto GRAVITY.

Con el pr√≥ximo telescopio de ESO, el Extremely Large Telescope, el equipo cree que ser√≠an capaces de ver muchas estrellas m√°s d√©biles orbitando a√ļn m√°s cerca del agujero negro supermasivo.

‚ÄúSi tenemos suerte, podr√≠amos captar estrellas lo suficientemente cerca como para que realmente sientan la rotaci√≥n, el giro, del agujero negro‚ÄĚ, declara Andreas Eckart, de la Universidad de Colonia, otro de los cient√≠ficos principales del proyecto. Esto significar√≠a que los astr√≥nomos ser√≠an capaces de medir las dos cantidades, el giro y la masa, que caracterizan a Sagitario A* y definen el espacio y el tiempo a su alrededor. ‚ÄúEso ser√≠a de nuevo un nivel completamente diferente de probar la relatividad‚ÄĚ, concluye Eckart.

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