Agujero negro

Durante los meses de abril, mayo y junio del 2018 la estrella S2 alcanzó el punto más cercano al agujero negro de su órbita elíptica, que tarda en completar 16 años.

Prueban la teoría de la relatividad en la gravedad de un gigantesco agujero negro y una estrella que orbita cerca del astro. El gigante espacial tiene una masa 4 millones de veces superior a la del Sol y un diámetro de 23,6 millones de kilómetros.

 

Una estrella orbita muy cerca del agujero negro supermasivo. Se llama S0-2, aunque también se la conoce, simplemente, como S2. Es joven, 15 veces más masiva que el Sol y es una de las dos estrellas que más se acerca en su órbita al agujero negro supermasivo, Sagitario A*, que hay en el corazón de nuestra galaxia, a unos 26.000 años luz de la Tierra. El estudio de su órbita alrededor de este astro supermasivo y, en concreto, de cómo se comporta su luz cuando está cerca del campo gravitatorio de Sagitario A* ha permitido demostrar, nuevamente, que Einstein estaba en lo cierto.

 

 

Un equipo internacional de investigadores, liderados por Andrea Ghez, catedrática de astrofísica de la Universidad de California en Los Angeles (UCLA), ha escudriñado pacientemente a S2 a lo largo de 24 años. Durante ese tiempo, ha estudiado y analizado minuciosamente su trayectoria elíptica alrededor del astro supermasivo, tomado datos acerca de su magnitud y su velocidad, entre otros, y ha logrado comprobar que la luz de esta estrella se comporta cerca del agujero negro tal y como predice la teoría de la relatividad de Albert Einstein.

 

 

Esta teoría, enunciada en 1915, sostiene que la gravedad es una propiedad geométrica del espacio-tiempo, que es el tejido de que está formado el universo. Podemos imaginar ese tejido como una tela tensada sobre la que se van depositando objetos de distintas masas, como la Tierra, el Sol o una galaxia. Esos objetos provocan que la tela se curve y esa curvatura, a su vez, genera lo que percibimos como fuerza de la gravedad.

 

 

De ahí que los agujeros negros supermasivos constituyan un escenario ideal para verificar este efecto, porque son campos gravitatorios tan sumamente potentes que ni la luz puede escapar de ellos. De hecho, apunta Ghez, “no tenemos ni leyes de la física para describir qué es un agujero negro, porque eso nos lleva a una paradoja y hace que nuestra comprensión acerca de cómo funciona el universo se desmorone”.

 

 

Einstein en su primer enunciado de la Teoría ya predijo cómo se debía comportar la luz en las inmediaciones de un agujero negro: los fotones o partículas de luz, debido a la titánica fuerza de gravedad del astro supermasivo, debían luchar por escapar y sufrir una pérdida de energía, lo que en física se denomina desplazamiento al rojo gravitatorio. Y eso es, exactamente, lo que ha confirmado este equipo de investigadores, que publicaron ayer sus resultados en la revistaScience.

 

 

Según Einstein, la gravedad es fruto de la forma en que el tiempo y el espacio resultan deformados por la masa. Y mientras más masivo sea un objeto, mayor será su atracción gravitacional.

 

 

Esta explicación fue verificada en numerosas ocasiones en campos de gravitación relativamente débiles, como los presentes en la Tierra y el Sistema Solar. Sin embargo, los científicos creen que campos gravitacionales mucho más poderosos podrían revelar irregularidades en la relatividad general, dando lugar a nuevas teorías capaces de explicar algunos de los grandes misterios del universo, tales como la materia oscura y la energía oscura.

 

Espectro distorsionado

 

 

Imagen ilustrativaUn enorme asteroide pasa entre la Tierra y la Luna (y los astrónomos casi ni lo notaron)

Para avanzar en este asunto, los autores del nuevo trabajo estudiaron el agujero negro supermasivo Sagitario A*, un gigante espacial ubicado en el centro de la Vía Láctea con una masa 4 millones de veces superior a la del Sol y un diámetro de 23,6 millones de kilómetros.

 

 

Con ayuda de tres observatorios ubicados en Hawái, los investigadores estudiaron en 2018 la estrella S0-2 cuando esta alcanzaba el punto más cercano al Sagitario A*en 16 años —el tiempo en que tarda en completar su órbita— pasando a 120 unidades astronómicas del agujero negro y al 2,7 % de la velocidad de la luz.

Después crearon un modelo tridimensional de su recorrido y lo utilizaron combinándolo con otras mediciones recabadas en el transcurso de los últimos 24 años para comprobar una de las predicciones de la relatividad general conocida como corrimiento al rojo ('redshift', en inglés), que describe la manera en que la gravedad puede distorsionar la luz.

 

 

 

'Einstein tenía razón'

 

Así, la luz que cae hacia el campo gravitacional se desplaza hacia el extremo azul del espectro, de modo que la luz que escapa del campo se vuele rojiza. Y eso fue exactamente lo que ocurrió con S0-2 por el efecto de la extrema gravedad de Sagitario A*, comprobándose de esta forma la teoría de Einstein.

 

 

"Esto fue anticipado hace mucho tiempo de manera teórica, pero es realmente emocionante que, finalmente, seamos capaces de hacerlo", expresó Tuan Do, autor principal del trabajo e investigador de la Universidad de California (EE.UU.). El investigador admitió sentirse maravillado ante el hecho de que esas predicciones "funcionan a pesar de que los agujeros negros, y muchos menos los supermasivos, ni siquiera eran conocidos cuando Einstein creó su teoría".

 

 

"Einstein está en lo cierto, al menos por ahora", coincide Andrea Ghez, coautora principal de la publicación y profesora de la misma institución educativa. "Sin embargo, su teoría muestra definitivamente vulnerabilidad", ya que "no es capaz de explicar completamente la gravedad en el interior de un agujero negro", por lo que "en algún momento deberemos avanzar más allá de la teoría de Einstein hacia una teoría de la gravedad más amplia que explique lo que es un agujero negro", concluye.

Fuente: La Vanguardia y RT

 

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