Dos estrellas para verificar a Einstein

En el centro de nuestra galaxia, la V¨ªa L¨¢ctea, a unos 26.000 a?os luz de distancia de la Tierra, hay un agujero negro enorme, con unos cuatro millones de veces la masa del Sol. En torno a ese agujero negro unos astr¨®nomos han descubierto una estrella muy interesante, ya que gira a su alrededor completando una ¨®rbita completa cada once a?os y medio. Es la m¨¢s pr¨®xima al agujero que se conoce, pero para los cient¨ªficos aumenta su valor el hecho de que pueda formar pareja en sus investigaciones con otra que se conoc¨ªa desde hace unos a?os y que cumple su ¨®rbita en 16 a?os. La importancia del descubrimiento reside en que con estos dos cuerpos es posible estudiar con mucha precisi¨®n la curvatura del espacio tiempo all¨ª, en las condiciones extremas del entorno de un agujero negro. Es una nueva e ins¨®lita oportunidad de verificar la teor¨ªa de la Relatividad General de Einstein, que predice c¨®mo la masa -y el agujero negro es mucha masa- curva el espacio tiempo. Una forma muy aproximada de visualizar el papel de estas dos estrellas ser¨ªa verlas como balizas en un remolino de agua que permiten averiguar las propiedades precisas del mismo.

No es que haya que comprobar la veracidad de la Relatividad General. Al fin y al cabo, como dice el cient¨ªfico Leo Meyer, ¡°Einstein est¨¢ en cada iPhone, porque el sistema de GPS no funcionar¨ªa sin su teor¨ªa¡±. Pero, ¡°?Funcionar¨ªa tambi¨¦n su i-Phone tan cerca de un agujero negro como estas dos estrellas? El nuevo astro nos coloca en situaci¨®n de contestar esa pregunta en el futuro¡±, a?ade este astr¨®nomo de la Universidad de California en los ?ngeles (UCLA), que lidera el equipo que ha descubierto la nueva estrella y que presenta el hallazgo en la revista Science. Han hecho las observaciones con los grandes telescopios Keck, en Hawai.

La nueva estrella se llama S0-102 y la ya conocida S0-2. Hay muchas m¨¢s alrededor del agujero negro, pero la ventaja de estas dos es que tardan en cumplir una ¨®rbita completa un tiempo que pueden abarcar c¨®modamente las observaciones astron¨®micas. ¡°Estoy encantada de encontrar dos astros que orbitan en torno al agujero negro de nuestra galaxia en muchos menos tiempo de una vida humana¡±, comenta Andrea Ghez, astr¨®noma? la UCLA, puntualizando que con un solo astro no se puede estudiar la verdadera geometr¨ªa del espacio-tiempo cerca del agujero negro. Ella investiga m¨¢s de 3.000 estrellas en esa regi¨®n del cielo, pero la mayor¨ªa tienen ¨®rbitas de m¨¢s de 60 a?os, y est¨¢ siguiendo la S0-2 desde 1995.

La masa curva el espacio tiempo (como una canica o una bola de acero curvan un coj¨ªn de gomaespuma) y un agujero negro lo curva tanto con su enorme densidad que ni siquiera los fotones de luz pueden escapar del ¡®pozo¡¯ que provoca. Por eso es negro, porque no hay forma de verlo directamente. Lo que si puede detectarse es su presencia por la influencia en su entorno, incluidas las estrellas (como S0-102 y S0-2) que orbitan a su alrededor como los planetas giran alrededor del Sol. ¡°Si el movimiento de los planetas en nuestro sistema Solar supuso la prueba definitiva de la teor¨ªa gravitatoria de Isaac Newton hace 300 a?os, los movimientos de S0-102 y S0-02 pueden suponer la verificaci¨®n definitiva de la teor¨ªa de Einstein de la Relatividad General [en condiciones extremas], que describe la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo¡±, apunta Ghez en un comunicado de su universidad.

La ¨®rbita el¨ªptica de estas estrellas indican la masa del agujero negro supermasivo, ¡°pero si mejoramos la precisi¨®n de nuestras medidas, podemos ver desviaciones respecto a una elipse perfecta, que ser¨ªan la firma de la Relatividad General¡±, a?ade la astr¨®noma de UCLA. El ¡®truco¡¯ est¨¢ en el hecho de que en su recorrido de m¨¢xima aproximaci¨®n al agujero negro, su movimiento estar¨¢ afectado por la curvatura del espacio tiempo y resultar¨¢ distorsionada la luz que llega a la Tierra. S0-2 es 15 veces m¨¢s brillante que S0-102 y alcanzar¨¢ su punto m¨¢s cercano al agujero en 2018. Los cient¨ªficos est¨¢n atentos, pero ¡°la desviaci¨®n de la elipse perfecta es muy peque?a, lo que requiere hacer mediciones de extremada precisi¨®n¡±. La velocidad de estos dos astros debe acelerarse en m¨¢s de 400.000 kil¨®metros por hora al llevar a este punto de m¨¢xima proximidad al monstruo.

Para hacer estas observaciones de alta precisi¨®n, Meyer y sus colegas utilizan una avanzada tecnolog¨ªa denominada de ¨®ptica adaptativa en los dos telescopios Keck del observatorio de Mauna Kea (Hawai). Se trata de contrarrestar el efecto borroso de las im¨¢genes que se captan en Tierra debido a las fluctuaciones de la atm¨®sfera, de manera que casi ven el cielo como si estuvieran en el espacio. La ¨®ptica adaptativa consiste en formar una estrella artificial en el cielo iluminando la atm¨®sfera con un laser para medir el efecto de distorsi¨®n de la misma en cada momento y, con esa informaci¨®n, adaptar el gran espejo del telescopio (de 10 metros de di¨¢metro y formado por varias piezas) para ir contrarrestando esa distorsi¨®n mientras se hacen las observaciones. El resultado son fotograf¨ªas de una alt¨ªsima resoluci¨®n.

Los cient¨ªficos han recurrido tambi¨¦n al archivo de im¨¢genes de los Keck (con 17 a?os de observaciones ya a sus espaldas) para encontrar la estrella S0-102. Adem¨¢s han utilizado un nuevo m¨¦todo de an¨¢lisis de imagen desarrollado por Rainer Sch?del, investigador del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (IAA), que permite detectar estrellas que antes resultaban demasiado d¨¦biles y pasaban inadvertidas, seg¨²n afirma el CSIC. ¡°Gracias a esta nueva t¨¦cnica hemos podido detectar la S0-102 en una imagen tomada hace unos diez a?os y seguirla a lo largo de su ¨®rbita¡±, se?ala Rainer, uno de los autores del art¨ªculo presentado en Science.