Agujero negro supermasivo prueba que Einstein tenía razón

Sarah Romero | Muy Interesante

Por primera vez en la historia, la teoría de la relatividad general de Albert Einstein ha sido confirmada en un nuevo contexto: en el campo gravitacional más extremo de la Vía Láctea, creado por Sagittarius A, el agujero negro supermasivo localizado en el centro de nuestra galaxia.

Tras 26 años de observaciones en un entorno increíble, una estrella llamada S2 en órbita alrededor de este objeto acaba de hacer su pase más cercano, y se comportó exactamente como predice la teoría de la relatividad. Es un resultado científico impresionante, obtenido a través de una tecnología asombrosa, matemáticas cuidadosas y observación diligente.

“Esta es la segunda vez que observamos el paso de S2 alrededor del agujero negro en nuestro centro galáctico. Pero esta vez, gracias a la instrumentación mejorada, pudimos observar la estrella con una resolución sin precedentes”, dijo el astrofísico Reinhard Genzel del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre a la revista Astronomy & Astrophysics que publica el trabajo.

“Nos hemos estado preparando intensamente para este evento durante varios años, ya que queríamos aprovechar al máximo esta oportunidad única de observar los efectos relativistas generales”, continúa Genzel.

Hay tres de estas estrellas S (que no deben confundirse con las estrellas tipo S) en órbita cercana a Sgr A, que tiene una masa aproximadamente equivalente a 4 millones de soles. S2, en su órbita elíptica, es una de las dos estrellas que se acerca más al agujero negro en el perímetro. Se encuentra a solo 17 horas luz del centro de la galaxia, aproximadamente cuatro veces la distancia entre el Sol y Neptuno.

La luz de una estrella que ha pasado junto al agujero negro de la Vía Láctea se ha distorsionado tal como predice la teoría de la Relatividad

Puede parecernos algo lejano, pero cuando se trata de un objeto que tiene la atracción gravitatoria de un agujero negro supermasivo, sí que está muy cerca.

El efecto del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia es tan fuerte que acelera la estrella hasta alrededor de 25 millones de kilómetros por hora, casi el 3% de la velocidad de la luz.

Cuando S2 está tan cerca, de acuerdo con la relatividad, el efecto gravitacional del agujero negro debe estirar la luz de la estrella en longitudes de onda más largas, hacia el extremo rojo del espectro electromagnético. Los expertos han confirmado que la estrella se acelera cuando se acerca al agujero negro y se desacelera cuando se aleja.

Sin embargo, observarlo alrededor de Sgr A no es una hazaña fácil. Para empezar, está a 26.000 años luz de distancia. Además, la región está envuelta en una espesa nube de polvo que imposibilita la observación de la luz visible.

El equipo de investigación utilizó varios instrumentos en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral para observar el perímetro de la estrella. SINFONI, GRAVITY y NACO tienen sensores infrarrojos y de infrarrojo cercano, que pueden penetrar el polvo para recoger las fuentes de infrarrojos. Utilizando estos instrumentos, el equipo de investigación midió la velocidad y mapeó la órbita de S2 mientras giraba alrededor de Sgr A.

Y obtuvieron el resultado que esperaban.

Las nuevas mediciones revelan claramente el desplazamiento al rojo, la primera detección directa que se realiza cerca de un agujero negro supermasivo, lo que demuestra, una vez más, la teoría de la relatividad general de Einstein.

Y es que cuando la estrella se acerca al agujero negro, parece más roja de lo que es en realidad, porque las longitudes de onda se desplazan hacia el rojo por la increíble atracción gravitatoria del agujero negro.

Se trata del último de una larga e impresionante línea de pruebas que han demostrado la teoría de la relatividad una y otra vez.

Si Einstein tenía razón, ¿por qué se siguen haciendo pruebas? Porque si hay circunstancias en las que se rompe la teoría, marcará un cambio profundo en la forma en que entendemos el universo, lo que conducirá a una nueva forma de física. Está claro que si en algún momento se quebranta, lo más probable es que lo haga bajo condiciones absolutamente extremas.

“Aquí en el sistema solar solo podemos probar las leyes de la física bajo ciertas circunstancias. Así que es muy importante en astronomía verificar que esas leyes sigan siendo válidas donde los campos gravitacionales son mucho más fuertes”, aclara la astrofísica Françoise Delplancke de la ESO.

Referencia: Detection of the gravitational redshift in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole, Astronomy & Astrophysics (2018). DOI: 10.1051/0004-6361/201833718