Indicios de la Relatividad General en una estrella que orbita a un agujero negro

En 2018 podrán confirmarse por primera vez los efectos de la teoría de Einsten sobre un cuerpo orbitando a un agujero negro supermasivo.

La teoría de Albert Einstein de la Relatividad General ha pasado una multitud de pruebas durante el siglo pasado, pero los físicos permanecen insatisfechos. Esto se debe a que nunca se ha encontrado indicios de ella en un campo gravitatorio fuerte, como el de un agujero negro supermasivo. Pero ahora, un equipo de vigilancia de una estrella, en su camino a un encuentro cercano con el agujero negro gigante en el centro de nuestra galaxia, ha proporcionado otra evidencia más que confirma la teoría de Einsten, de más de 100 años de antigüedad.

Observar estrellas cerca del agujero negro del centro de la Vía Láctea, conocido como Sagitario A, es extremadamente difícil, dado que está a veintiséis mil años luz de la Tierra y envuelto en una nube de gas y polvo. Los astrónomos tienen que usar grandes telescopios, capaces de recoger la luz infrarroja, que puedan penetrar en la  oscuridad.

Durante las últimas décadas, los investigadores han seguido los caminos de un grupo de estrellas a su paso alrededor de Sagitario A a alta velocidad. De esos caminos, se puede deducir no sólo la existencia del agujero negro supermasivo, sino también su masa: cuatro millones de veces la del  Sol.

Pero esos estudios precios no eran suficientes para verificar la Relatividad General. Poner a Einstein a prueba requiere rastrear órbitas con extrema precisión para dilucidar diminutas diferencias. La órbita elíptica de la estrella más cercana a Sagitario A, llamada S2, la lleva cerca del agujero negro cada 16 años, cerca de cuatro veces la distancia entre el Sol y Neptuno. Durante su último encuentro cercano, en 2002, los astrónomos no tenían los instrumentos para medirlo con la precisión suficiente. Pero están listos para el próximo pase a mediados de 2018.

Los investigadores observan pruebas de la Relatividad General en la estrella S2 a su paso cerca del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. Pero hasta 2018 no podrán confirmarse.

Newton predijo que una estrella debería seguir la misma órbita elíptica a través del espacio una y otra vez. Pero según la relatividad, cuando la estrella se balancea cerca del agujero negro, la órbita se sobrepasa ligeramente, cambiando su línea central. En un artículo publicado en el Astrophysical Journal, el equipo reporta ver ambos signos en sus observaciones de la estrella S2: una línea central cambiante y diferentes formas de órbita.

En 2018 la estrella S2 se acercará mucho al agujero negro supermasivo, y será el momento de confirmar esta observación. De confirmarse, será la primera vez que se midan efectos de la Relatividad General en estrellas que orbitan alrededor de un agujero negro supermasivo.

Para entonces, el instrumento GRAVITY, desarrollado por un gran consorcio internacional liderado por el Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre (en Garching, Alemania) e instalado en el interferómetro del VLT, estará disponible para ayudar a medir la órbita con mucha más precisión de la que se alcanza actualmente.

No sólo se espera que este instrumento, que ya realiza mediciones de alta precisión del centro galáctico, confirme con claridad los efectos relativistas generales, sino que también los astrónomos puedan buscar desviaciones de la relatividad general que revelen nueva física. El año que viene darán a conocer los resultados de sus observaciones.

Referencias:

M. Parsa et al. “Investigating the Relativistic Motion of the Stars near the Black Hole in the Galactic Center”. Astrophysical Journal, agosto de 2017.

Imagen: ESO/M. Parsa/L. Calçada.

Por: Laura Marcos

Fuente : Indicios de la Relatividad General en una estrella que orbita a un agujero negro. #ciencia https://t.co/6N0WxQRqOt @muyinteresante #muyinteresante

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