jueves, 23 de abril de 2020

El VLT observa el baile de una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo

Crédito de la imagen: ESO

La Relatividad General de Einstein predice que las órbitas de un objeto alrededor de otro no están cerradas, como en la Gravedad formulada por Newton, sino que tienen un movimiento de precesión hacia adelante en el plano de su movimiento. Este efecto (visto la primera vez en la órbita del Mercurio) 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 Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea. Esta observación fortalece la evidencia de que Sagitario A* debe ser un agujero negro supermasivo de cuatro millones de veces la masa solar, tal y como afirma Reinhard Genzel, Director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE, Garching, Alemania) y artífice del estudio de 30 años de duración que ha conducido a este resultado.

Sagitario A* y el denso cúmulo de estrellas que lo rodea, situado a 26.000 años luz de nuestra estrella proporcionan un laboratorio único para probar la física en situaciones de gravedad extrema. 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 existente 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 3% de la velocidad de la luz, completando una órbita cada 16 años. Según Stefan Gillessen, "Tras seguir a la estrella en su órbita durante más de dos décadas y media, nuestras precisas medidas detectan, de manera robusta, la precesión Schwarzschild de S2 en su trayectoria alrededor de Sagitario A*".

La mayoría de las estrellas y planetas tienen una órbita no circular y, por lo tanto se acercan y 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, es la primera vez que se mide en una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo.

El estudio realizado con el telescopio VLT de ESO (Desierto de Atacama, Chile) también ayuda a los investigadores a saber más sobre los alrededores del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. Según Guy Perrin y Karine Perraut, "Debido a que las mediciones de S2 se ajustan tan bien a la Relatividad General, podemos establecer límites estrictos sobre la cantidad de material que no vemos (como la materia oscura o posibles agujeros negros más pequeños) y que hay alrededor de Sagitario A*. Esto resulta muy interesante para comprender la formación y evolución de los agujeros negros supermasivos”.

Este resultado es la culminación de 27 años de observaciones de S2 usando durante la mayor parte de este tiempo una flota de instrumentos instalados en el VLT. El número de puntos de datos que marcan la posición y la velocidad de la estrella atestigua la minuciosidad y precisión de esta nueva investigación: 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 determinante seguir a la estrella durante casi tres décadas con el fin de descubrir las complejidades de su movimiento orbital.




No hay comentarios:

Publicar un comentario