Un agujero negro supermasivo de la Vía Láctea reafirma la Teoría de la Relatividad en las estrellas

Las órbitas de las estrellas S2, S38 y S0-102 cerca del agujero negroen el centro de nuestra galaxia (ESO/M. Parsa/L. Calçada).

Un grupo de astrónomos de Alemania y República Checa mostraron, por primera vez, la posibilidad de detectar experimentalmente los efectos relativistas en las estrellas, relacionadas con un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, confirmando la Teoría General de la Relatividad en una de sus variaciones en el movimiento orbital. El artículo científico está publicado en la revista The Astrophysical Journal.

Desde el surgimiento de la Teoría de la Relatividad, los físicos han llevado a cabo varios experimentos para confirmarla. Un análisis reciente de las observaciones al cúmulo de estrellas en el centro de la Vía Láctea ha dado a los científicos otra oportunidad para ello.

En 2002, los resultados de las observaciones a un grupo de estrellas de rápido movimiento, conocido como el cúmulo S, revelaron un agujero negro supermasivo (Sagitario A*) en el centro de la Vía Láctea. La corta distancia al agujero negro y la alta velocidad de algunos cúmulos estelares hacen de este sistema un excelente campo de pruebas para comprobar los fenómenos predichos por la teoría. El éxito de esta prueba se determina, en gran medida, por la precisión con la que se pueden calcular los parámetros del agujero negro supermasivo, precisamente, su masa y distancia hasta las estrellas más cercanas. Esto permite determinar el valor del radio de Schwarzschild (el tamaño de un hoyo negro simétrico y estático) y con ello una base más precisa para comprender los movimientos de las estrellas en órbitas cercanas a un agujero negro.

La parte central de la Vía Láctea durante la observación en un diapasón infrarrojo. Se observa el agujero negro Sgr A* las estrellas S2 (ESO/MPE/S. Gillessen et al).

En la investigación, los científicos observaron tres estrellas, con períodos cortos de movimiento (S2, S38 y S55-102), en calidad de partículas de prueba en diferentes órbitas alrededor del agujero negro. Se obervaron durante 16 años, con el telescopio VLT, en el Observatorio Europeo Austral, aunque también fueron usados datos de archivos de otras fuentes. Luego, los científicos realizaron una simulación y calcularon las órbitas de las estrellas, teniendo en cuenta ala física clásica y a la Teoría de la Relatividad; tras ello, trataron de descubrir divergencias teóricas entre estos cursos y los datos observados.

El resultado fue el descubrimiento de las diferencias previstas entre los parámetros de la órbita de la estrella S2 y la evaluación de la masa del agujero negro supermasivo (4,2 millones de masas solares) con su distancia del Sol (8,2 kilopársec, siendo un pársec 3,26 años luz). La diferencia en la forma de la órbita de la estrella y el cambio de orientación, aproximadamente, una sexta parte de un grado, están dentro lo que se considera margen de error, coincidiendo así con el valor que da la teoría.

Comparación de las formas de la órbita, arriba, y la declinación de las estrellas S2, abajo (M.Parsa et al./The Astrophysical Journal, 2017).

Alexander Voytiuk

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