Una estrella orbitara a un 2,5% de la velocidad de la luz, al acercarse en 2018 al agujero negro central de la Vía Láctea

Desde que se descubrió por primera vez en 1974, los astrónomos han estado deseosos para obtener una mejor visión del agujero negro supermasivo (SBH) que hay en el centro de nuestra galaxia. Conocido como Sagitario A*, los científicos sólo han sido capaces de medir la posición y la masa de este SBH midiendo el efecto que tiene sobre las estrellas que orbitan alrededor de ella. Pero hasta ahora, las observaciones más detalladas habían sido eludidas, gracias en parte a todo el gas y el polvo que la oscurece.

Por suerte, el Observatorio Europeo Austral (ESO) comenzó recientemente a trabajar con el interferómetro GRAVEDAD, el último componente del Very Large Telescope (VLT). El uso de este instrumento, combina imágenes de infrarrojo cercano, de óptica adaptativa, junto a una  muy mejorada resolución y precisión, que han logrado captar imágenes de las estrellas que orbitan alrededor de Sagitario A*. Y lo que han observado es muy fascinante.

Uno de los propósitos principales de GRAVEDAD es estudiar el campo gravitatorio alrededor de Sagitario A* con el fin de realizar mediciones precisas de las estrellas que orbitan la misma. De este modo, el equipo del instrumento que consta de astrónomos de la ESO, del Instituto Max Planck, y varios institutos de investigación europeos, serán capaces de probar la teoría de la relatividad general de Einstein como nunca antes.

En lo que fue la primera observación llevada a cabo utilizando el nuevo instrumento, el equipo de GRAVEDAD utilizó sus potentes capacidades de imagen interferométrica para estudiar a S2, una débil estrella que orbita Sagitario A*, con un período de sólo 16 años. Este ensayo demostró la eficacia del instrumento GRAVEDAD, que es 15 veces más sensible que el telescopio de 8,2 metros del VLT.

Este fue un logro histórico, ya que una visión clara del centro de nuestra galaxia es algo que ha eludido a los astrónomos en el pasado. Como científico principal de GRAVEDAD, Frank Eisenhauer, del Instituto Max Planck en Garching, Alemania – explicó lo siguiente:

«En primer lugar, el centro galáctico está oculto detrás de una enorme cantidad de polvo interestelar, y es prácticamente invisible en longitudes de onda ópticas. Las estrellas sólo son observables en el infrarrojo, por lo que primero se tuvo que desarrollar la tecnología y los instrumentos necesarios para ello. En segundo lugar, hay tantas estrellas concentradas en el centro galáctico que un telescopio normal no es lo suficientemente agudo como para resolverlos. Fue sólo a finales de 1990 y en el comienzo de este siglo, cuando hemos aprendido a afilar las imágenes con la ayuda de la interferometría y la óptica adaptativa para ver las estrellas y observar su danza alrededor del agujero negro central».

Pero todavía hay más… la observación de S2 fue muy bien programado. En 2018, la estrella estará en el punto más cercano de su órbita al agujero negro Sagitario A*, a sólo 17 horas luz del mismo. Como se puede ver en el vídeo a continuación, es en este punto en el que S2 se mueve mucho más rápido que en cualquier otro punto de su órbita (la órbita de S2 se resalta en rojo y la posición del agujero negro central está marcado con una Cruz Roja).

Cuando haga su aproximación más cercana, S2 se acelerará a una velocidad de casi 30 millones de km por hora, lo que es un 2,5% de la velocidad de la luz. Otra oportunidad para ver el alcance de estas estrellas a velocidades tan altas será de nuevo hasta otros 16 años, en 2034. Y habiendo mostrado cuán sensible es el instrumento, el equipo de GRAVEDAD espera estar haciendo mediciones muy precisas capaces de ubicar la posición de la estrella.

De hecho, prevén que el nivel de precisión será comparable a la de medir las posiciones de los objetos en la superficie de la Luna, hasta el un centímetro de escala. Como tales, serán capaces de determinar si los movimientos de la estrella en su órbita alrededor del agujero negro son consistentes con las teorías de la relatividad general de Einstein. La velocidad orbital muy alta es una consecuencia directa y medida de la gravedad.

Las últimas simulaciones de la expansión de las galaxias en el Universo han demostrado que las teorías de Einstein siguen soportando después de muchas décadas. Sin embargo, estas pruebas se ofrecen con pruebas contundentes, obtenidos mediante la observación directa. Una estrella que viaja a una porción de la velocidad de la luz alrededor de un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia sin duda llega a ser una instalación de prueba.

Y Eisenhauer y sus colegas esperan ver algunas cosas muy interesantes. «Esperamos ver una “patada» en la órbita. Los efectos relativistas generales aumentan muy fuertemente cuando se acerca el agujero negro, y será entonces cuando la estrella se balancee y estos efectos cambien ligeramente la dirección de la órbita.»

Más información en: https://www.eso.org/public/news/eso1622/

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