APUNTE.COM.DO.- El centro de la Vía Láctea ha vuelto a sorprender a la comunidad astronómica con un hallazgo que desafía los límites del conocimiento sobre los agujeros negros supermasivos. Un equipo internacional detectó la estrella más cercana y veloz jamás observada orbitando Sagitario A*, el agujero negro de 4,3 millones de masas solares en el corazón de nuestra galaxia. El descubrimiento, divulgado en la revista Nature, abre una nueva era en la medición de los efectos gravitatorios extremos y en el estudio de la dinámica del espacio-tiempo alrededor de estos colosos cósmicos.
La estrella, denominada S301, orbita a tan solo 12 unidades astronómicas del agujero negro, completando una vuelta en apenas 8,7 años. En su punto más cercano, alcanza velocidades de 90 millones de kilómetros por hora, equivalente al 8% de la velocidad de la luz. Con una magnitud infrarroja de 19,3 y una masa estimada de 1,5 veces la del Sol, S301 fue localizada mediante observaciones realizadas con el instrumento GRAVITY del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral, en Chile.
El centro galáctico, situado a unos 27.000 años luz de la Tierra, constituye uno de los mejores laboratorios naturales para estudiar la física en condiciones extremas. “Las estrellas que orbitan Sgr A son objetos muy interesantes, ya que sirven como sondas luminosas del espacio-tiempo curvo alrededor del agujero negro”, explicó Felix Mang, coautor del estudio y estudiante de doctorado en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, en Alemania. La gravedad en esa región es mucho más intensa que en cualquier otro lugar accesible para la observación astronómica, lo que permite poner a prueba los fundamentos de la relatividad general de Einstein.
Hasta ahora, la estrella S2, con una órbita de 16 años, había sido la principal herramienta para explorar el entorno de Sagitario A*. Su seguimiento, iniciado en 1992, permitió confirmar dos predicciones clave de la teoría de Einstein: la luz de la estrella pierde energía al salir del pozo gravitatorio del agujero negro y la elipse de su órbita experimenta una lenta rotación, conocida como precesión de Schwarzschild. En palabras de Mang, “estos efectos dependen únicamente de la masa del agujero negro”.
La nueva estrella S301, al acercarse mucho más al agujero negro, ofrece la posibilidad de medir no solo la masa, sino también el espín, es decir, la rotación. “Un agujero negro en rotación arrastra consigo el tejido del espacio, como una cuchara que remueve miel”, detalla el estudio. Este efecto, predicho por la métrica de Kerr, se desvanece rápidamente con la distancia, por lo que solo una estrella en una órbita extremadamente próxima puede sondearlo.
La importancia de medir el espín va más allá de la física de los agujeros negros. Existen teorías alternativas a la relatividad general que predicen la aparición de una quinta fuerza fundamental cuando se unifican la gravedad y la física cuántica. “Cualquier desviación de las predicciones de Einstein debería reflejarse en estas órbitas estelares. Hasta ahora, solo se ha podido determinar un límite superior, que va disminuyendo progresivamente”, explicó Mang, subrayando el valor de observaciones cada vez más precisas.
S301 tiene una órbita de 8,7 años y supera el récord anterior de cercanía al agujero negro central, estableciendo un nuevo hito en la astrofísica galáctica.
El hallazgo de S301 fue posible gracias al avance de la interferometría en el infrarrojo cercano y a la actualización tecnológica del instrumento GRAVITY, que multiplicó su sensibilidad y permitió distinguir la tenue señal de la estrella entre un mar de estrellas mucho más brillantes. La detección de S301 requirió además un nuevo método de reconstrucción de imágenes y el análisis de datos archivados desde 2017.
La órbita de S301 es extrema: describe una elipse muy alargada, pasa a solo 12 veces la distancia entre la Tierra y el Sol del agujero negro y completa un giro en solo 8,7 años, superando al anterior récord de una estrella con órbita de 12 años. Su velocidad máxima alcanza los 25.000 km/s, lo que hace que la precesión de Schwarzschild —el giro de la elipse orbital— resulte mucho más notoria que en S2. En cada vuelta, la elipse de S301 gira unos 2 grados sobre su propio plano, efecto que ya puede ser detectado y que será clave para medir el espín de Sagitario A* en la próxima década.
En palabras del equipo, “la órbita de S301 se ve afectada por fuertes efectos de la relatividad general, ya que la llamada precesión de Schwarzschild —el giro de la elipse orbital sobre su propio plano— es muy evidente”. Al comparar estos resultados con los obtenidos para S2, el salto en la sensibilidad a los parámetros relativistas es notable. En el caso de S2, durante su paso por el pericentro en 2018, el corrimiento al rojo gravitatorio producido por Sagitario A* generó un cambio en las posiciones medidas de las líneas atómicas de la estrella de aproximadamente 200 km/s, un efecto totalmente consistente con la teoría de Einstein.
S301, por su proximidad, permitirá ir más allá: “Dentro de las capacidades de medición de la interferometría actual en el infrarrojo cercano y la futura generación de instrumentos, podremos detectar eventualmente la influencia del espín del agujero negro en la órbita de S301”, afirmó el equipo. Este avance podría arrojar luz sobre los misterios de la gravedad en condiciones extremas y sobre la naturaleza del espacio-tiempo.
