Sagitario A:
(22 Mayo, 2020 - ALMA - CA) Según los astrónomos, el parpadeo detectado se debe a la rotación de fuentes de radio que giran alrededor del agujero negro supermasivo en un radio orbital más pequeño que la órbita del planeta Mercurio. Este hallazgo constituye una oportunidad para estudiar el espacio-tiempo en condiciones de gravedad extrema.
Imagen arriba: Ilustración del disco de gas que rodea el agujero negro supermasivo Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea. Los puntos calientes que giran alrededor del agujero negro podrían ser el origen de las emisiones de radiación milimétricas cuasiperiódicas detectadas por ALMA. Crédito: Universidad Keio.
“Se sabía que Sgr A* a veces producía destellos en longitudes de onda milimétricas”, afirma Yuhei Iwata, autor principal del artículo publicado en la revista The Astrophysical Journal y estudiante de posgrado de la Universidad Keio, en Japón. “Esta vez, usando ALMA, obtuvimos datos de alta calidad sobre la variación de intensidad de la onda de radio de Sgr A* durante 10 días, durante 70 minutos al día. Luego, detectamos dos tendencia: variaciones cuasiperiódicas por períodos de 30 minutos y variaciones lentas de una hora”.
Los astrónomos sostienen que en el centro de Sgr A* se encuentra un agujero negro supermasivo con una masa de 4 millones de soles. Hasta ahora se habían detectado destellos no solo en longitudes de onda milimétricas, sino también en luz infrarroja y rayos X. Sin embargo, las variaciones detectadas por ALMA son mucho menores que las observadas anteriormente. Es posible que estas pequeñas variaciones sean recurrentes en Sgr A*.
El agujero negro en sí no produce ninguna emisión. La fuente de la radiación es el abrasador disco de gas que lo rodea. El gas alrededor del agujero negro no cae directamente en el pozo gravitacional, sino que gira a su alrededor, formando un disco de acreción.
Imagen arriba: Variación en las emisiones milimétricas de Sgr A* detectada por ALMA. Los puntos de distintos colores representan el flujo en distintas frecuencias (azul: 234,0 GHz, verde: 219,5 GHz, rojo: 217,5 GHz) Se aprecian variaciones de aproximadamente 30 minutos. Créditos: Y. Iwata et al./Universidad Keio.
El equipo se concentró en las variaciones cortas y descubrió que los intervalos de 30 minutos son comparables al período orbital del borde interior del disco de acreción, que tiene un radio de 0,2 unidades astronómicas (1 unidad astronómica corresponde a la distancia entre la Tierra y el Sol: 150 millones de kilómetros). En comparación, Mercurio, el planeta del Sistema Solar más cercano al Sol, orbita alrededor de nuestra estrella a una distancia de 0,4 unidades astronómicas. Considerando la masa colosal del agujero negro, el efecto de su gravedad sobre el disco de acreción también es extremo.
“Esta emisión podría estar relacionada con algún fenómeno exótico ocurrido muy cerca del agujero negro supermasivo”, señala Tomoharu Oka, profesor de la Universidad Keio.
Su teoría es la siguiente. En el disco se forman puntos calientes que giran alrededor del agujero negro mientras emiten intensas ondas milimétricas. De acuerdo con la teoría de la relatividad especial de Einstein, la emisión se ve considerablemente amplificada cuando la fuente se desplaza hacia el observador a una velocidad similar a la de la luz. Como la velocidad de rotación del borde interno del disco de acreción es tan grande, se produce este fenómeno. Los astrónomos creen que este es el origen de los intervalos cortos en la emisión milimétrica de Sgr A*.
El equipo de investigadores postula que esta variación podría incidir en los intentos de obtener una imagen del agujero negro supermasivo con el Event Horizon Telescope. “En general, mientras más rápido sea el movimiento, mayor es la dificultad para obtener una foto del objeto”, señala Oka. “En cambio, la variación de la emisión proporciona datos valiosos sobre el movimiento del gas. Mediante una campaña de monitoreo a largo plazo con ALMA podríamos llegar a ser testigos del momento preciso en que el agujero negro absorbe el gas”. Los investigadores buscan obtener datos independientes que les permitan entender el desconcertante entorno del agujero negro supermasivo.
Información adicional:
Los resultados de este estudio se consignaron en el artículo de Y. Iwata et al. titulado “Time Variations in the Flux Density of Sgr A* at 230 GHz Detected with ALMA” (‘Variaciones de tiempo en la densidad de flujo de Sgr A* a 230 GHz detectadas con ALMA’), publicado el 2 de abril de 2020 en The Astrophysical Journal Letters.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
Alrededor de monstruoso agujero negro Sagitario A:
(26 Julio, 2018 - ESO - CA) Oscurecido por densas nubes de gases y polvo, el centro de nuestra Vía Láctea es un lugar misterioso. En esta época del año nos queda justo sobre nuestras cabezas al comienzo de la noche y poco o nada vemos tras los brazos galácticos que lo ocultan.
Ahora gracias a observaciones llevadas a cabo con instrumentos capaces de ver a través de estas nubes mediantes detectores infrarrojos, como los instrumentos GRAVITY [1], SINFONI y NACO, del VLT (Very Large Telescope) de ESO en Cerro Paranal, Antofagasta, los astrónomos han podido seguir el movimiento de la estrella S2 (por Sagitario 2), que orbita cada 16 años alrededor del monstruoso agujero negro que existiría en el centro de nuestra Galaxia, llamado Sagitario A.
Imagen arriba: Esta ilustración 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. En este gráfico se han exagerado tanto el efecto del color como el tamaño de los objetos para mayor claridad. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
Sagitario A es el agujero negro supermasivo más cercano a la Tierra, y se encuentra a unos 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 nuestra galaxia), es el lugar perfecto para explorar la física de la gravedad y, en concreto, para probar la teoría de la relatividad general de Einstein.
Las observaciones se iniciaron hace 26 años y han culminado recientemente, cuando S2 pasó nuevamente por el "pericentro", el punto más cercano al agujero negro durante mayo de este año. En esos momentos esta estrella estuvo a unos 18.000 millones de kilómetros del agujero negro (120 veces la distancia de la Tierra al Sol) y se movía a 27.540.000 kilómetros por hora, casi un 2,55 por ciento de la velocidad de la luz [2]. Fue la culminación de una serie observaciones del centro de la Vía Láctea, las más precisas llevadas a cabo [3].
Gracias a estas se han podido confirmar, por primera vez, los efectos predichos por la relatividad general de Einstein sobre el movimiento de una estrella que pasa por un campo gravitatorio intenso, como el que hay cerca de Sagitario A. Los resultados no concuerdan con las predicciones newtonianas y encajan perfectamente con las predicciones de la relatividad general.
Estas medidas extremadamente precisas fueron hechas por un equipo internacional liderado por Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Garching (Alemania), junto con colaboradores de otras partes del mundo (el Observatorio de París–PSL, la Universidad Grenoble Alpes, el CNRS, el Instituto Max Planck de Astronomía, la Universidad de Colonia, la institución portuguesa CENTRA – Centro de Astrofísica y Gravitación y ESO).
"Es la segunda vez que hemos observado 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”, explica Genzel. "Nos hemos estado preparando intensamente para este evento durante varios años, ya que queríamos aprovechar al máximo esta oportunidad única de observar los efectos relativistas generales".
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.
El equipo utilizó SINFONI para medir la velocidad de S2 acercándose y alejándose de la Tierra, y el instrumento GRAVITY, instalado en el VLTI (el Interferómetro del VLT) para hacer medidas muy precisas de la posición cambiante de S2 con el fin de definir la forma de su órbita. GRAVITY crea imágenes tan precisas que puede revelar el movimiento de la estrella de noche a noche a medida que se acerca al agujero negro (a 26.000 años luz de la Tierra).
Imagen arriba: La ilustración muestra las órbitas de las estrellas alrededor del agujero negro del centro de la Vía Láctea. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
Más de cien años después de publicar su artículo en el que se establecían las ecuaciones de la relatividad general, Einstein ha demostrado estar en lo cierto una vez más, y esta vez, ¡en un laboratorio mucho más extremo que el que posiblemente podría haber imaginado!
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 S2 se aleja del agujero negro.
Notas
[1]: GRAVITY fue desarrollado por una colaboración formada por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Alemania), LESIA del Observatorio de París– PSL/CNRS/Universidad de la Sorbona/Universidad París Diderot e IPAG de la Universidad Grenoble Alpes/CNRS (Francia), el Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania), la Universidad de Colonia (Alemania), la institución portuguesa CENTRA – Centro de Astrofísica y Gravitación (Portugal) y ESO.
[2]: S2 orbita el agujero negro Sagitario A cada 16 años en una órbita altamente excéntrica que la lleva a su interior unos 20.000 millones de kilómetros —120 veces la distancia de la Tierra al Sol (unas cuatro veces la distancia entre el Sol y Neptuno)—, en su aproximación más cercana al agujero negro. Esta distancia corresponde a unas 1500 veces el radio de Schwarzschild del propio agujero negro.
[3]: Las observaciones del centro de la Vía Láctea deben realizarse en las longitudes de onda más largas (en este caso infrarrojas) ya que las nubes de polvo entre la Tierra y la región central absorben la luz visible.
Vista desde el espacio:
(26 Abril, 2018 - ESA - CA) La sonda espacial europea Gaia ha entregado un detallado mapa de nuestra Galaxia, midiendo la posición de casi 1.7 mil millones de estrellas. El mapa muestra el brillo y el color total de las estrellas observadas por el satélite de la ESA en cada parte del cielo entre julio de 2014 y mayo de 2016.
Imagen arriba: La imagen más completa de la Vía Láctea vista desde el espacio. Crédito: GAIA/ESA.
Lanzada en diciembre de 2013, Gaia tiene como objetivo crear el mapa de la Vía Láctea más preciso hasta la fecha. Al medir de forma exacta las posiciones y movimientos de las estrellas de nuestra galaxia, podrá responder a cuestiones sobre su origen y evolución.
Las regiones más brillantes indican concentraciones más densas de estrellas especialmente brillantes, mientras que las regiones más oscuras corresponden a parches del cielo donde se observan menos estrellas brillantes. La representación del color se obtiene combinando la cantidad total de luz con la cantidad de luz azul y roja registrada por Gaia en cada zona del cielo.
La observatorio espacial Gaia, que costó $ 1 mil millones de dólares (750 millones de euros) se lanzó en 2013 para una misión de cinco años destinada a mapear el cielo nocturno con una precisión sin igual. La nave espacial se encuentra más allá de la órbita de la luna, en el punto Lagrange-2 o L2, un punto gravitacionalmente estable a aproximadamente 1 millón y medio de kilómetros de distancia de la Tierra. A diferencia de los telescopios espaciales como el Hubble que orbitan la Tierra, Gaia puede escanear el cosmos sin que la Tierra bloquee una gran parte de su vista. Mientras gira en el espacio, Gaia mide alrededor de 100.000 estrellas por minuto y cubre todo el cielo en aproximadamente dos meses. Cada estrella se mide 70 veces en promedio.
La brillante estructura horizontal que domina la imagen es el plano galáctico, el disco aplanado que alberga la mayoría de las estrellas en nuestro hogar galáctico. En el medio de la imagen, el centro galáctico aparece vívido y lleno de estrellas y gases brillantes.
Las regiones más oscuras a través del plano galáctico corresponden a nubes de gas y polvo interestelar, que absorben la luz de las estrellas ubicadas más lejos, detrás de las nubes. Muchos de ellos ocultan guarderías estelares donde nacen nuevas generaciones de estrellas.
Los dos objetos brillantes en la parte inferior derecha de la imagen son las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña, dos galaxias enanas que orbitan alrededor de la Vía Láctea.
Anthony Brown, astrónomo de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, que preside el consorcio de 450 científicos e ingenieros de software que procesan y validan los datos de Gaia, presentó los últimos resultados de Gaia durante una conferencia de prensa.
Durante el lanzamiento de hoy, Brown y sus colegas dieron a conocer varias imágenes, incluido un nuevo mapa de nubes de gas y polvo en la galaxia y una nueva visualización de las órbitas de 75 cúmulos globulares antiguos y 12 galaxias enanas que giran alrededor de la Vía Láctea.
Este es el segundo lanzamiento de datos de Gaia e incluye la posición y el brillo de casi 1,7 mil millones de estrellas, y la paralaje, el movimiento y el color adecuados de más de 1,3 mil millones de estrellas. También incluye la velocidad radial de más de siete millones de estrellas, la temperatura de la superficie de más de 100 millones de estrellas y la cantidad de polvo que interviene entre nosotros y 87 millones de estrellas. También hay más de 500 000 fuentes variables y la posición de 14 099 objetos conocidos del Sistema Solar, la mayoría de ellos asteroides.
El hogar de Gaia en el espacio: El Punto 2 de Lagrange
Gaia trazó su mapa de las estrellas desde una posición aventajada, a una distancia de unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, orbitando alrededor de un lugar conocido como L2. Es uno de los cinco «puntos de Lagrange», donde las fuerzas gravitacionales del Sol, la Tierra y la Luna se encuentran equilibradas. Con un uso mínimo de los propulsores, una nave espacial ubicada en este punto puede mantener su posición respecto a la Tierra a la vez que ambos orbitan alrededor del Sol.
El punto L2 ofrece un ambiente térmico estable, ya que los parasoles, la Tierra y la Luna simultáneamente protegerán a Gaia del Sol, permitiendo al satélite mantenerse a baja temperatura y disfrutar de una visión clara del Universo desde el otro lado. Además, L2 proporciona un ambiente de radiación moderada, beneficioso para la longevidad de los detectores del instrumento. Otros satélites ya están disfrutando de las ventajas de esta posición, incluyendo Herschel y Planck, también de la ESA.
El nombre de Gaia procede del acrónimo inglés de ‘Interferómetro Astrométrico Global para la Astrofísica’, que hacía referencia a las técnicas de interferometría óptica que se iban a utilizar en un principio.
El tamaño de los espejos de los observatorios:
Esta comparación de los espejos primarios de los mayores telescopios reflectores en operación desde 1900 permite apreciar el diámetro de este componente óptico en grandes observatorios con relación a Gaia.
Con visión infrarroja:
(25 Oct. 2012 - ESO - CA) Con el telescopio de sondeo VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), ubicado en el Observatorio Paranal del ESO, un equipo internacional de astrónomos ha creado un catálogo de más de 84 millones de estrellas situadas en las zonas centrales de la Vía Láctea. Este gigantesco conjunto de datos contiene más de diez veces más estrellas que estudios previos y es un importante avance para el conocimiento de nuestra Galaxia.
Imagen arriba: Imagen en infrarrojo del centro de la Vía Láctea. Para agrandar haga click en la imagen. Crédito: VISTA/ESO.
“Observando en detalle los millares de estrellas que rodean el centro de la Vía Láctea, podemos aprender mucho más sobre la formación y evolución, no sólo de nuestra galaxia, sino también sobre la de las galaxias espirales en general,” explica Roberto Saito (Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Valparaíso y miembro de The Milky Way Millennium Nucleus, Chile), investigador principal de este estudio.
Muchas galaxias espirales, incluyendo nuestra galaxia anfitriona, la Vía Láctea, tienen una alta concentración de estrellas viejas rodeando el centro, lo que los astrónomos denominan núcleo (bulge en inglés). Comprender la formación y evolución del núcleo de la Vía Láctea es vital para el conocimiento de la galaxia como un todo. Sin embargo, conseguir observaciones detalladas de esta región no es una tarea sencilla.
“Observar el núcleo de la Vía Láctea es muy difícil, ya que está oscurecido por el polvo,” afirma Dante Minniti (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Chile), coautor del estudio. “Para penetrar en el corazón de la galaxia, necesitamos observar en el rango infrarrojo de la luz, el cual se ve menos afectado por el polvo”.
Imagen izquierda: Las imágenes comparan un extenso mosaico de imágenes en luz infrarroja del telescopio de sondeo VISTA y un mosaico en el rango visible de la misma región tomada con un telescopio pequeño. Dado que VISTA tiene una cámara sensible a la luz infrarroja, puede ver a través de gran parte de las nubes de polvo de los brazos galácticos que bloquean la visión y dar una imagen clara de la multitud de estrellas situadas en la zona central de la Vía Láctea. Para agrandar haga click en la imagen. Crédito: VISTA/ESO.
Imagen abajo: Visión de campo amplio de la Vía Láctea que muestra el sector y el tamaño de la nueva imagen infrarroja del centro de la galaxia obtenida por VISTA. El lugar estudiado está entre los sectores de Sagitario y Escorpio, el que queda oscurecido por las nebulosas oscuras y brillantes del Brazo de Carina Sagitario de nuestra Vía Láctea.
El ESO cuenta con el telescopio de sondeo VISTA, con un espejo de gran tamaño (4,1 metros de diámetro), un amplio campo de visión y una supercámara con detectores infrarrojos muy sensibles, lo que lo convierte en la mejor herramienta disponible para llevar a cabo esta tarea. El equipo de astrónomos está utilizando datos del programa VISTA Variables in the Via Lactea (VVV) [1], uno de los seis sondeos públicos llevados a cabo por VISTA. Los datos han sido utilizados para crear una inmensa imagen en color de 54.000 por 40.500 píxeles, que contiene un total de dos mil millones de píxeles.
Esta es una de las imágenes astronómicas más grandes jamás elaborada. El equipo ha utilizado estos datos para compilar el mayor catálogo creado hasta el momento de la concentración de estrellas en la región central de la Vía Láctea [2]. Para ello utilizó la gigantesca cámara de tres toneladas formada por un mosaico de 16 detectores en infrarrojo de la más moderna tecnología.
Para ayudar en el análisis de este enorme catálogo, el brillo de cada estrella se plasma en un diagrama frente a su color para unos 84 millones de estrellas con el fin de crear un diagrama color-magnitud. Este análisis contiene más de diez veces más estrellas que ningún estudio previo y es la primera vez que se ha hecho con todo el núcleo. Los diagramas de color-magnitud son herramientas muy valiosas utilizadas frecuentemente por los astrónomos para estudiar las diferentes propiedades físicas de las estrellas, como sus temperaturas, masas y edades [3].
“Cada estrella ocupa un punto particular en este diagrama en cualquier momento de su vida. El lugar en el que caiga depende de cuán brillante y caliente sea. Dado que los nuevos datos nos ofrecen una foto de todas las estrellas de una vez, podemos hacer un censo de todas las estrellas en esta parte de la Vía Láctea,” explica Dante Minniti.
El nuevo diagrama color–magnitud del núcleo contiene un tesoro oculto de información sobre la estructura y los contenidos de la Vía Láctea. Un resultado interesante revelado por los nuevos datos indica el gran número de estrellas enanas rojas débiles que existen en la zona. Se trata de estrellas candidatas a albergar pequeños exoplanetas, objetos que pueden ser descubiertos utilizando la técnica de los tránsitos [4].
“Otro aspecto que hace que el sondeo VVV sea tan importante es que se trata de uno de los sondeos públicos de ESO VISTA. Esto significa que todos los datos se ponen a disposición del público a través del archivo de ESO, por lo cual esperamos que esta enorme fuente de información siga ofreciéndonos resultados interesantes", concluye Roberto Saito.
Notas
[1]: El sondeo VVV (VISTA Variables in the Via Lactea) es un sondeo público de ESO centrado en la exploración del plano austral y el núcleo de la Vía Láctea a través de cinco filtros de infrarrojo cercano. Comenzó en el año 2010 y obtuvo un total de 1.929 horas de tiempo de observación durante un periodo de cinco años.
[2]: La imagen utilizada en este trabajo cubre unos 315 grados cuadrados del cielo (algo menos de un 1% del cielo completo) y las observaciones fueron llevadas a cabo utilizando tres filtros infrarrojos diferentes. El catálogo define las posiciones de las estrellas junto con el brillo medido a través de diferentes filtros. Contiene unos 173 millones de objetos, de los cuales unos 84 millones han sido confirmados como estrellas. Los demás objetos o eran demasiado débiles, o se confundían con objetos demasiado próximos, o estaban afectados por algún artefacto, de manera que no era posible obtener información precisa. Otros eran objetos extensos como galaxias distantes.
[3]: Un diagrama color–magnitud es un gráfico que sitúa el brillo aparente de una serie de objetos frente a su color. El color se mide comparando el aspecto de los objetos brillantes a través de varios filtros. Es parecido a un diagrama Hertzsprung-Russell (HR) pero este último marca la luminosidad (o magnitud absoluta) más que el brillo aparente y también es necesario conocer la distancia de las estrellas.
[4] El método del tránsito para encontrar planetas busca la pequeña alteración que provoca el planeta al pasar frente a su estrella, bloqueando su luz hacia nosotros. El pequeño tamaño de las estrellas enanas rojas, típicamente de tipo espectral K y M, hace que esa alteración en su brillo sea relativamente mayor cuando planetas de baja masa pasan frente a ellas, haciendo más fácil la búsqueda de planetas a su alrededor.
Sepa cómo se ve la Vía Láctea desde la Tierra.
Estas medidas extremadamente precisas fueron hechas por un equipo internacional liderado por Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Garching (Alemania), junto con colaboradores de otras partes del mundo (el Observatorio de París–PSL, la Universidad Grenoble Alpes, el CNRS, el Instituto Max Planck de Astronomía, la Universidad de Colonia, la institución portuguesa CENTRA – Centro de Astrofísica y Gravitación y ESO).
"Es la segunda vez que hemos observado 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”, explica Genzel. "Nos hemos estado preparando intensamente para este evento durante varios años, ya que queríamos aprovechar al máximo esta oportunidad única de observar los efectos relativistas generales".
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.
El equipo utilizó SINFONI para medir la velocidad de S2 acercándose y alejándose de la Tierra, y el instrumento GRAVITY, instalado en el VLTI (el Interferómetro del VLT) para hacer medidas muy precisas de la posición cambiante de S2 con el fin de definir la forma de su órbita. GRAVITY crea imágenes tan precisas que puede revelar el movimiento de la estrella de noche a noche a medida que se acerca al agujero negro (a 26.000 años luz de la Tierra).
Imagen arriba: La ilustración muestra las órbitas de las estrellas alrededor del agujero negro del centro de la Vía Láctea. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
Más de cien años después de publicar su artículo en el que se establecían las ecuaciones de la relatividad general, Einstein ha demostrado estar en lo cierto una vez más, y esta vez, ¡en un laboratorio mucho más extremo que el que posiblemente podría haber imaginado!
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 S2 se aleja del agujero negro.
Notas
[1]: GRAVITY fue desarrollado por una colaboración formada por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Alemania), LESIA del Observatorio de París– PSL/CNRS/Universidad de la Sorbona/Universidad París Diderot e IPAG de la Universidad Grenoble Alpes/CNRS (Francia), el Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania), la Universidad de Colonia (Alemania), la institución portuguesa CENTRA – Centro de Astrofísica y Gravitación (Portugal) y ESO.
[2]: S2 orbita el agujero negro Sagitario A cada 16 años en una órbita altamente excéntrica que la lleva a su interior unos 20.000 millones de kilómetros —120 veces la distancia de la Tierra al Sol (unas cuatro veces la distancia entre el Sol y Neptuno)—, en su aproximación más cercana al agujero negro. Esta distancia corresponde a unas 1500 veces el radio de Schwarzschild del propio agujero negro.
[3]: Las observaciones del centro de la Vía Láctea deben realizarse en las longitudes de onda más largas (en este caso infrarrojas) ya que las nubes de polvo entre la Tierra y la región central absorben la luz visible.
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