La recién descubierta estrella S301 podría afinar las pruebas de la relatividad cerca del agujero negro de la Vía Láctea

Una nueva sonda veloz del centro de la Vía Láctea

Los astrónomos han identificado una estrella recién reconocida que orbita extraordinariamente cerca de Sagittarius A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. La estrella, llamada S301, se describe como la S-estrella de movimiento más rápido encontrada hasta ahora y la integrante conocida más cercana de esa clase al agujero negro, según un reportaje de Universe Today basado en una investigación destinada a publicarse en Nature. El hallazgo ofrece a los investigadores una nueva vía potencialmente muy poderosa para estudiar la gravedad y el espacio-tiempo en condiciones extremas.

Las S-estrellas son una población científicamente importante porque sus órbitas aportaron algunas de las pruebas más sólidas de que en el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro supermasivo. Estas estrellas corren alrededor de un objeto compacto de unas 4 millones de masas solares, y sus trayectorias pueden rastrearse con suficiente precisión como para revelar cómo se comporta la gravedad en uno de los entornos más intensos accesibles a la observación. Con S301, los astrónomos ahora tienen una estrella que lleva esas pruebas un paso más allá.

Lo que distingue a S301 es una combinación de velocidad y proximidad. Universe Today informa que la estrella alcanza aproximadamente 25.000 kilómetros por segundo y completa una órbita en solo 8,7 años. También se acerca al agujero negro a unos 12 unidades astronómicas, lo que la sitúa de forma asombrosamente cercana en términos cósmicos. Esa distancia es apenas unas doce veces la separación entre la Tierra y el Sol, algo notablemente estrecho para un objeto que gira alrededor de un agujero negro millones de veces más masivo que el Sol.

Por qué la cercanía importa más que el espectáculo

El valor de S301 no es solo que sea rápida. Su órbita ajustada la hace especialmente sensible a los efectos relativistas, incluida la influencia del giro del agujero negro sobre el espacio-tiempo a su alrededor. En circunstancias normales, las predicciones más sutiles de la relatividad pueden ser difíciles de separar de las interacciones gravitatorias más ruidosas presentes en los sistemas astronómicos. Pero cerca de Sagittarius A*, las condiciones son lo bastante severas como para que esos efectos deban volverse medibles con observaciones suficientemente precisas.

Por eso los investigadores destacan a S301 como algo más que otro miembro de la familia de las S-estrellas. Universe Today cita al coautor del estudio Felix Mang describiendo la órbita como extraordinariamente ajustada, y recoge al premio Nobel Reinhard Genzel diciendo que la estrella abre una nueva ventana observacional a las propiedades fundamentales del espacio-tiempo alrededor del agujero negro del centro galáctico. En la práctica, la implicación clave es que S301 podría ayudar a los astrónomos a acotar el giro de Sagittarius A*, una propiedad mucho más difícil de medir que la masa.

El giro de un agujero negro importa porque codifica parte de la historia del objeto. La rotación de un agujero negro puede reflejar cómo se formó, qué materia ha absorbido y cómo ha interactuado con su entorno con el paso del tiempo. Las mejores estimaciones del giro de Sagittarius A* informarían, por tanto, no solo las pruebas de la relatividad sino también la historia evolutiva del motor central de la Vía Láctea.

Qué hace técnicamente significativa esta descoberta

El centro galáctico es uno de los objetivos de observación más difíciles de la astronomía. El gas denso, el polvo y la aglomeración de muchas estrellas cercanas dificultan aislar objetos y seguir sus trayectorias durante largos periodos. Las S-estrellas solo han quedado al alcance de la ciencia gracias a campañas sostenidas de alta resolución con telescopios potentes e instrumentos especializados. En este caso, Universe Today señala observaciones del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral y de su instrumento GRAVITY, que puede resolver el movimiento en la vecindad inmediata de Sagittarius A* con una precisión excepcional.

Esa precisión es esencial porque los astrónomos no solo identifican dónde está una estrella, sino cómo cambia su órbita con el tiempo. Los efectos relativistas pueden aparecer como diminutos desplazamientos en la orientación o en la temporización de la órbita, y cuanto más cerca pase una estrella del agujero negro, más pronunciados pueden volverse esos efectos. Un periodo orbital corto también ayuda. Como S301 da la vuelta a Sagittarius A* en menos de nueve años, los científicos pueden reunir observaciones repetidas y comparables en una escala temporal de investigación práctica, en lugar de esperar décadas para completar una vuelta entera.

Esa combinación de periodo corto, alta velocidad y acercamiento cercano convierte a S301 en una sonda natural inusualmente eficiente. En vez de depender de una alineación cósmica puntual, los astrónomos pueden seguir observando la misma estrella a su paso por distintas partes de su órbita y perfeccionar sus modelos a medida que mejoran los datos.

Un paso hacia probar la gravedad donde es más difícil hacerlo

La relatividad general ha superado todas las pruebas experimentales importantes a las que ha sido sometida hasta ahora, desde la precesión de la órbita de Mercurio hasta la detección de ondas gravitacionales. Aun así, los físicos quieren poner a prueba la teoría en los regímenes más extremos posibles, porque cualquier desviación podría apuntar a una física más profunda. La región inmediatamente alrededor de un agujero negro supermasivo es uno de esos regímenes.

S301 no resolverá por sí sola todas las preguntas abiertas. El material de origen no sugiere que las firmas relativistas ya se hayan medido por completo ni que el giro del agujero negro ya se haya determinado a partir de esta estrella sola. Pero el hallazgo sí ofrece un objetivo nuevo y extraordinariamente prometedor para ese trabajo. Su órbita parece situarla exactamente en el tipo de entorno en el que las predicciones minúsculas sobre el espacio-tiempo curvado pueden volverse observables.

También hay aquí un patrón científico más amplio. La astronomía suele avanzar gracias a los instrumentos, la paciencia y mejores sondas, más que por un único avance conceptual. S301 parece importante porque mejora la sonda. Ofrece a los investigadores otro trazador preciso del campo gravitatorio alrededor de Sagittarius A* y, quizá, el mejor hasta ahora para estudiar los efectos rotacionales cerca del vecindario del horizonte de sucesos.

Si las observaciones de seguimiento confirman esa promesa, S301 podría convertirse en una de las estrellas más valiosas de la astronomía galáctica moderna. No porque cambie lo que es Sagittarius A*, sino porque podría permitir a los científicos hacer preguntas más exactas sobre cómo el agujero negro da forma al espacio-tiempo a su alrededor. En ese sentido, el descubrimiento recuerda que incluso en una galaxia que hemos estudiado durante décadas, los objetos más reveladores todavía pueden emerger de una observación más cercana y cuidadosa.

Este artículo se basa en un reportaje de Universe Today. Leer el artículo original.