Un estudio sigue durante 16 años la órbita de 28 estrellas alrededor del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

blackhole.pngTras dieciséis años de intenso trabajo, unos astrónomos de Alemania, Francia, Estados Unidos, Israel y Chile han calculado las órbitas de veintiocho estrellas situadas en el centro de nuestra galaxia y obtenido información nueva sobre el agujero negro supermasivo denominado Sagitario A* en el corazón de la Vía Láctea. Sus descubrimientos, que también dilucidan aspectos de la formación de las estrellas, se han publicado en la revista digital arXiv.

El centro de la galaxia es un laboratorio extraordinario donde podemos estudiar los procesos fundamentales de la gravitación fuerte, las dinámicas estelares y la formación de las estrellas que son de gran relevancia para todos los otros núcleos galácticos, con un nivel de detalle que nunca será posible alcanzar más allá de nuestra galaxia“, explicó Reinhard Genzel del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Alemania).

Dado que la región central de la Vía Láctea se encuentra oscurecida por polvo interestelar, los científicos utilizaron longitudes de onda infrarrojas para observar las estrellas centrales en su movimiento alrededor de Sagitario A*. La investigación que realizaron sobre las órbitas de dichas estrellas les permitió deducir propiedades importantes del agujero negro en sí mismo, tales como su masa, y también ajustar el cálculo que indica nuestra distancia del Centro Galáctico, medición fundamental para los modelos actuales de nuestra galaxia.

El estudio comenzó en 1992, año en el que los científicos comenzaron a recopilar imágenes en alta resolución de la región del Centro Galáctico mediante la cámara SHARP acoplada al “New Technology Telescope” (Telescopio de Nueva Tecnología) de 3,5 metros del Observatorio Europeo Austral (ESO), ubicado en Chile. Posteriormente, a partir de 2002, se comenzó a recopilar información gráfica más avanzada mediante el sistema Naos-Conica (NACO) montado sobre el telescopio VLT (Telescopio Muy Grande) de 8,2 metros del ESO, y desde julio de 2004 fue posible realizar observaciones espectroscópicas mediante el espectrómetro de campo SINFONI, también montado sobre el VTL.

El estudio ha mejorado drásticamente la precisión con la que las posiciones de las estrellas pueden ser medidas, precisión ésta que alcanza los 300 microarcosegundos y que se podría equiparar a ver una moneda de un euro desde una distancia de cerca de diez mil kilómetros.

Las observaciones realizadas permitieron además a los astrónomos calcular con más precisión nuestra distancia del centro de la galaxia, un cálculo importante.

Uno de los principales logros del estudio consistió en la observación de la órbita completa de una estrella llamada S2 (una de las más brillantes sometidas a observación) alrededor del centro de la Vía Láctea en unos quince años. El periodo de rotación del Sol alrededor del sistema galáctico es de unos 200 millones de años. Observar esta órbita completa ha permitido alcanzar una gran precisión en los cálculos. Sorprendentemente, los investigadores se percataron de que, en un punto concreto, el brillo de la S2 y su velocidad cambiaron, variación ésta que ha suscitado un interesante debate.

El estudio calculó las órbitas de veinte estrellas jóvenes. Este importante avance permite a los científicos buscar características comunes entre las órbitas, con lo que se lograría caracterizar esta población central de estrellas. “Las estrellas de la zona más interior están en órbitas aleatorias, como un enjambre de abejas“, informó Stefan Gillessen del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y autor principal del estudio. Los científicos determinaron las órbitas de seis estrellas viejas en esta región por primera vez y también confirmaron que seis estrellas jóvenes orbitan en el sentido de las agujas del reloj alrededor del agujero negro, en un disco.

Se puede aprender mucho sobre el origen de las estrellas centrales si se determinan las propiedades de sus órbitas. Se están estudiando diversas hipótesis sobre cómo se formaron estas estrellas, puesto que son demasiado jóvenes para haber migrado de lejos, pero probablemente no se formaron en las órbitas actuales donde actúan las fuerzas del agujero negro.

Basándose en sus observaciones, los astrónomos especularon que, además del agujero negro supermasivo, podría existir una considerable cantidad de masa en forma de un grupo de “remanentes estelares oscuros” alrededor del agujero negro.

Sin duda el aspecto más espectacular de nuestro largo estudio es que ha conseguido lo que ahora se considera la mejor prueba empírica de que los agujeros negros supermasivos realmente existen“, declaró el Sr. Genzel. “Las órbitas estelares en el Centro Galáctico muestran que la concentración de cuatro millones de masas solares en la región debe ser un agujero negro, más allá de cualquier duda razonable.

El próximo gran avance será el de combinar la luz de los cuatro telescopios de 8,2 metros del VLT, una técnica conocida como interferometría“, informó Frank Eisenhauer, investigador principal de la nueva generación de instrumentos GRAVITY. “Esto incrementará la precisión de las observaciones entre diez y cien veces con respecto a lo que es posible actualmente. Esta combinación tiene la capacidad de someter a prueba directamente [la teoría de] la relatividad de Einstein en la inexplorada zona cercana a un agujero negro.

Para más información: Observatorio Europeo Austral y arXiv

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