En el centro de nuestra galaxia aproximadamente 26, 000 años luz de la Tierra, se encuentra el agujero negro supermasivo (SMBH) conocido como Sagitario A *. Midiendo 44 millones de km de ancho, este objeto es aproximadamente 4 millones de veces más masivo que nuestro Sol y ejerce una tremenda atracción gravitacional. Dado que los astrónomos no pueden detectar agujeros negros directamente, su existencia se ha determinado en gran parte por el efecto que tiene sobre el pequeño grupo de estrellas que lo orbitan.

En este sentido, Los científicos han descubierto que la observación de Sagitario A * es una forma eficaz de probar la física de la gravedad. Por ejemplo, en el curso de la observación de estas estrellas, un equipo de astrónomos alemanes y checos notó los efectos sutiles causados ​​por la gravedad del agujero negro. Al hacerlo, pudieron confirmar una vez más algunas de las predicciones hechas por la famosa Teoría de la Relatividad General de Einstein.

Su estudio, titulado "Investigando el movimiento relativista de las estrellas cerca del agujero negro supermasivo en el centro galáctico", fue publicado recientemente en el Diario astrofísico . Como se indica en el transcurso del mismo, el equipo aplicó nuevas técnicas de análisis a las observaciones existentes que fueron realizadas por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) y otros telescopios en el transcurso de los últimos 20 años.

De esto, midieron las órbitas de las estrellas que orbitan Sagitario A * para probar las predicciones hechas por la física newtoniana clásica (es decir, la gravitación universal), así como predicciones basadas en la relatividad general. Lo que encontraron fue que una de las estrellas (S2) mostraba desviaciones en su órbita que desafiaban a la primera, pero eran consistentes con este último.

Esta estrella que tiene 15 veces la masa de nuestro Sol, sigue una órbita elíptica alrededor del SMBH, completando una sola órbita en unos 15,6 años. En su punto más cercano, llega a 17 horas luz del agujero negro, que es el equivalente a 120 veces la distancia entre el Sol y la Tierra (120 AU). Esencialmente, el equipo de investigación notó que S2 tenía la órbita más elíptica de cualquier estrella que orbitara el agujero negro supermasivo.

También notaron un ligero cambio en su órbita:un pequeño porcentaje en la forma y aproximadamente un sexto de grado en la orientación. Esto solo podría explicarse como debido a los efectos relativistas causados ​​por la intensa gravedad de Sagitario A *, que provocan una precesión en su órbita. Lo que esto significa es, el bucle elíptico de la órbita de S2 gira alrededor del SMBH con el tiempo, con su punto de perihelio dirigido en diferentes direcciones.

Suficientemente interesante, esto es similar al efecto que se observó en la órbita de Mercurio, también conocido como. la "precesión del perihelio de Mercurio" - durante finales del siglo XIX. Esta observación desafió la mecánica newtoniana clásica y llevó a los científicos a concluir que la teoría de la gravedad de Newton era incompleta. También es lo que impulsó a Einstein a desarrollar su teoría de la relatividad general, que ofreció una explicación satisfactoria del problema.

Si se confirman los resultados de su estudio, esta será la primera vez que los efectos de la relatividad general se hayan calculado con precisión utilizando las estrellas que orbitan un agujero negro supermasivo. Marzieh Parsa - estudiante de doctorado en la Universidad de Colonia, Alemania y autor principal del artículo, estaba comprensiblemente entusiasmado con estos resultados. Como afirmó en un comunicado de prensa de ESO:

"El centro galáctico es realmente el mejor laboratorio para estudiar el movimiento de las estrellas en un entorno relativista. Me sorprendió lo bien que pudimos aplicar los métodos que desarrollamos con estrellas simuladas a los datos de alta precisión para las estrellas más internas de alta velocidad cercanas a el agujero negro supermasivo ".

Este estudio fue posible gracias a la alta precisión de los instrumentos del VLT; en particular, la óptica adaptativa de la cámara NACO y el espectrómetro de infrarrojo cercano SINFONI. Estos instrumentos fueron vitales para rastrear el acercamiento cercano y la retirada de la estrella del agujero negro. lo que permitió al equipo determinar con precisión la forma de su órbita y así determinar los efectos relativistas en la estrella.

Además de la información más precisa sobre la órbita de S2, El análisis del equipo también proporcionó estimaciones nuevas y más precisas de la masa de Sagitario A *, así como su distancia de la Tierra. Esto podría abrir nuevas vías de investigación para este y otros agujeros negros supermasivos, así como experimentos adicionales que podrían ayudar a los científicos a aprender más sobre la física de la gravedad.

Los resultados también proporcionaron una vista previa de las mediciones y pruebas que se llevarán a cabo el próximo año. En 2018, la estrella S2 se acercará mucho a Sagitario A *. Científicos de todo el mundo aprovecharán esta oportunidad para probar el instrumento GRAVITY, un instrumento de segunda generación que se instaló recientemente en el Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI).

Desarrollado por un consorcio internacional liderado por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, este instrumento ha estado realizando observaciones del Centro Galáctico desde 2016. En 2018, se utilizará para medir la órbita de S2 con una precisión aún mayor, que se espera que sea más revelador. En este momento, Los astrofísicos buscarán realizar mediciones adicionales de los efectos relativistas generales del SMBH.

Más allá de eso, ¡También esperan detectar desviaciones adicionales en la órbita de la estrella que podrían insinuar la existencia de una nueva física! Con las herramientas adecuadas entrenadas en el lugar correcto, y en el momento adecuado, los científicos podrían descubrir que incluso las teorías de la gravedad de Einstein no estaban del todo completas. Pero mientras tanto, parece que el difunto y gran físico teórico tenía razón de nuevo.