Una estrella que orbita un agujero negro confirma que Einstein tenía razón
Una vez más, la teoría general de la relatividad de Einstein estaba en lo cierto. La danza estrella-agujero negro es tal como predijo.
La teoría de la relatividad de Einstein ha demostrado ser acertada una vez más.
La primera señal de que la teoría de la gravedad de Albert Einstein era correcta ha vuelto a aparecer, esta vez cerca de un agujero negro supermasivo. En 1915, Einstein se dio cuenta de que su teoría general de la relatividad explicaba una peculiaridad extraña en la órbita de Mercurio. Ahora, ese mismo efecto ha sido identificado en la órbita de una estrella del enorme agujero negro que habita el corazón de la Vía Láctea.
La estrella, llamada S2, forma parte de un séquito estelar que rodea el agujero negro central de la Vía Láctea, Sagitario A* (ubicado a 25.640 años luz de distancia de la Tierra). Durante décadas, los investigadores han seguido el movimiento elíptico de S2 alrededor del agujero negro, tomando medidas precisas de la posición y la velocidad de la estrella a medida que gira alrededor del centro galáctico. El equipo de investigación utilizó el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo del Sur (ESO) en Chile para rastrear la estrella.
Después de ver a la estrella completar casi dos órbitas completas (cada órbita completa lleva unos 16 años), los astrónomos concluyeron que la estrella no tiene una órbita elíptica fija como predice la teoría de la gravedad de Isaac Newton, sino que "baila" alrededor del agujero negro en un patrón que se asemeja a una roseta dibujada con una espirógrafo, tal y como se muestra en la imagen.
Este tipo de órbita, donde el punto de aproximación más cercano de la estrella se mueve sutilmente alrededor del agujero negro con cada órbita, se conoce como precesión de Schwarzschild. Es la como un dibujo de espirógrafo. Esa precesión es el resultado de la deformación del espacio-tiempo causada por objetos masivos, de acuerdo con la relatividad general. Einstein predijo este tipo de precesión inestable (o movimiento hacia adelante) hace más de 100 años para describir los efectos de un objeto infinitamente pequeño en órbita sobre uno extraordinariamente masivo, escribieron los investigadores en su estudio que recoge la revista Astronomy & Astrophysics.
"La relatividad general de Einstein predice que las órbitas unidas de un objeto alrededor de otro no están cerradas, como en la gravedad newtoniana, sino que avanzan hacia adelante en el plano de movimiento", explicó el astrofísico Reinhard Genzel del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Alemania, y miembro de GRAVITY Collaboration que lidera el estudio.
Se trata de la primera vez que se detecta la precesión de Schwarzschild alrededor de un agujero negro supermasivo, lo que demuestra que es cierto incluso cuando observamos las órbitas de las estrellas en el entorno más gravitacionalmente extremo.
Además, las ecuaciones de relatividad general se pueden utilizar para predecir con precisión los cambios orbitales, y estos cálculos han coincidido exactamente con las observaciones de S2. Así, la precesión observada coincidió exactamente con las predicciones de la relatividad general, lo que podría conducir a nuevos descubrimientos en el futuro, afirman los expertos.
"Debido a que las mediciones de S2 siguen muy bien la relatividad general, podemos establecer límites estrictos sobre la cantidad de material invisible, como la materia oscura distribuida o posibles agujeros negros más pequeños, está presente alrededor de Sagitario A *, lo que es de gran interés para comprender la formación y evolución de los agujeros negros supermasivos", agregaron los investigadores.
La teoría de la relatividad general no ha fallado hasta ahora
Si bien los físicos nunca han encontrado un caso en el que la relatividad general sea incorrecta, están buscando grietas en la teoría que puedan ayudar a conducir a una nueva y mejorada teoría de la gravedad.
Referencia: Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/202037813 , https://www.aanda.org/articles … 3-20/aa37813-20.html
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