Xavier Barcons
ASTROFÍSICO
El Observatorio Austral Europeo, que tiene como director general al astrofísico catalán Xavier Barcons, ha demostrado que la teoría de la relatividad explica lo que ocurre junto al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea.
La luz de una estrella que ha pasado junto al gran agujero negro del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, se ha distorsionado tal como predice la teoría de la relatividad de Einstein. Con esta observación, presentada ayer por el Observatorio Austral Europeo (ESO, por sus iniciales en inglés), la relatividad ha demostrado por primera vez su validez en las condiciones de gravedad extrema de un agujero negro supermasivo.
Los autores de la investigación se centraron en la estrella S2, que se acerca al agujero negro del centro de la galaxia una vez cada 16 años. La han observado con el telescopio VLT –iniciales en inglés de Telescopio Muy Grande– que el ESO tiene en Cerro Paranal, a 2.635 metros de altitud en el norte de Chile. Durante los últimos meses la han estado siguiendo a medida que se acercaba el momento de máxima aproximación al agujero negro, que tuvo lugar el 19 de mayo.
Con una masa de cuatro millones de soles, el agujero negro crea a su alrededor el campo gravitatorio más intenso de la galaxia. Este campo gravitatorio es un laboratorio ideal para poner a prueba las predicciones de la teoría de la relatividad en condiciones extremas. De ahí que astrofísicos del ESO iniciaran hace 26 años un proyecto de observación de un pequeño grupo de estrellas que, como S2, orbitan a
La región central de la Vía Láctea es un laboratorio ideal para poner a prueba las teorías de la física
alta velocidad alrededor del agujero negro. Los datos presentados hoy suponen la culminación de estos 26 años de trabajo, destaca el ESO en un comunicado.
Según los resultados presentados ayer en la revista Astronomy & Astrophysics, la estrella se aceleró a 25 millones de kilómetros por hora –o un 2,7% de la velocidad de la luz– al acercarse al agujero negro. La aceleración se explica porque la órbita de la estrella describe una elipse alargada. Esto la convierte en un columpio a escala cósmica, acelerando a medida que cae hacia la gran masa del agujero negro y frenando después cuando vuelve a alejarse, igual que hacen los cometas cuando se acercan y se alejan del sol.
Los astrofísicos del ESO ya habían observado S2 en su anterior aproximación al agujero negro en el 2002. Pero los instrumentos que tenía el VLT en aquel momento no eran lo bastante precisos para poner a prueba la teoría de la relatividad. Nuevos instrumentos instalados en los últimos años les han permitido repetir las observaciones y determinar tanto la velocidad como la posición de la estrella en cada momento. En particular, el instrumento Gravity que entró en servicio en 2016 tiene una resolución equivalente a la de poder distinguir una pelota de tenis en la superficie de la luna.
Con estas observaciones más precisas, los investigadores han podido comparar la señal que llega de la estrella con las predicciones de la teoría de la relatividad, de la gravedad newtoniana y de otras teorías de la gravedad.
“Nos hemos estado preparando para este momento de manera intensa durante varios años; queríamos sacar el máximo partido de esta oportunidad única para observar efectos de la relatividad general”, ha declarado Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching (Alemania), que ha liderado la investigación.
Los resultados muestran cómo la luz de la estrella resulta distorsionada por el campo gravitatorio del agujero negro. Concretamente, su longitud de onda se alarga por un efecto llamado corrimiento al rojo gravitacional, que está predicho por la teoría de la relatividad y que no está contemplado en la gravedad newtoniana.
“Cuando la estrella se acerca al agujero negro, parece más roja de lo que es en realidad, ya que las longitudes de onda se desplazan hacia el rojo por la muy fuerte atracción gravitatoria del agujero negro”, explica Guy Perrin, astrónomo del Observatorio de París y coautor de la investigación, en declaraciones recogidas por France Presse.
El descubrimiento evoca los cálculos de la órbita de Mercurio que popularizaron la teoría de la relatividad y la figura de Einstein en 1919. Aquellos cálculos, realizados gracias a un eclipse de sol, demostraron que la relatividad explica mejor que la gravedad newtoniana el movimiento de los planetas en el entorno apacible del sistema solar. La nueva investigación, donde la estrella S2 ocupa el lugar de Mercurio y un agujero negro el del sol, certifica que la relatividad también es válida en el entorno violento del centro de la Vía Láctea.
Las observaciones muestran que un campo gravitatorio intenso distorsiona las ondas de luz