Se confirma por primera vez la Teoría de la Relatividad de Einstein en el centro de la Vía Lactea

Ilustración de S2 pasando cerca del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. /ESO/M. Kornmesser

El agujero negro supermasivo más cercano a la Tierra se encuentra a 26.000 años luz de distancia, en el centro de la Vía Láctea. Este monstruo gravitatorio, con una masa cuatro millones de veces la del Sol, está rodeado por un pequeño grupo de estrellas orbitando a su alrededor a gran velocidad. Este ambiente extremo (el campo gravitatorio más potente de la Vía Láctea), es el lugar perfecto para explorar la física de la gravedad y, en concreto, para probar la Teoría de la Relatividad General de Einstein.

Ahora, científicos han podido confirmar por primera vez, gracias a las observaciones llevadas a cabo con el telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO), los efectos predichos por la Teoría de la Relatividad General de Einstein sobre el movimiento de una estrella que pasa por el intenso campo gravitatorio que hay cerca del centro de nuestra galaxia.

Nuevas observaciones infrarrojas llevadas a cabo con los instrumentos GRAVITY, SINFONI y NACO, extremadamente sensibles e instalados en el VLT de ESO, han permitido a los astrónomos seguir a una de estas estrellas, llamada S2, a medida que pasaba muy cerca del agujero negro durante mayo de 2018. En el punto más cercano, esta estrella estaba a una distancia de menos de 20.000 millones de kilómetros del agujero negro y se movía a una velocidad superior a 25 millones de kilómetros por hora, casi un tres por ciento de la velocidad de la luz.

Ilustración que muestra la trayectoria de la estrella S2 a medida que se acerca al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Cuando está muy cerca del agujero negro, el fuerte campo gravitatorio hace que el color de la estrella se desplace ligeramente hacia el rojo, un efecto de la teoría de la relatividad general de Einstein. /ESO/M. Kornmesser

El equipo comparó las medidas de posición y velocidad de GRAVITY y SINFONI respectivamente, junto con observaciones anteriores de S2 con otros instrumentos, con las predicciones de la gravedad newtoniana, la relatividad general y otras teorías de la gravedad: los resultados no concordaron con las predicciones newtonianas pero encajaron perfectamente con las predicciones de la relatividad general.

Este resultado tan buscado representa el punto culminante de una serie de observaciones del centro de la Vía Láctea, las más precisas hechas nunca, llevadas a cabo a lo largo de 26 años con instrumentos de ESO. “Es la segunda vez que observamos el paso cercano de S2 alrededor del agujero negro en nuestro centro galáctico. Pero, esta vez, debido a que contamos con mejor instrumentación, pudimos observar la estrella con una resolución sin precedentes", explican los investigadores.

Simulación que muestra las órbitas de las estrellas muy cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. /ESO/L. Calçada/spaceengine.org

Las nuevas medidas revelan claramente un efecto llamado 'desplazamiento al rojo gravitacional'. La luz de la estrella se desplaza a longitudes de onda más largas por el fuerte campo gravitatorio del agujero negro. Y el cambio en la longitud de onda de la luz de S2 coincide precisamente con la predicha por la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Es la primera vez que esta desviación de las predicciones de la teoría newtoniana de la gravedad, más simple, se ha observado en el movimiento de una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo.

Según informa ESO, se siguen realizando observaciones y se espera que estas confirmen muy pronto otro efecto relativista --una pequeña rotación de la órbita de la estrella conocida como precesión de Schwarzschild-- a medida que S2 se aleja del agujero negro.

Desde el surgimiento de la Teoría de la Relatividad, los físicos han llevado a cabo varios experimentos para confirmarla. El año pasado, 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. 

Beatriz de Vera
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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