Captan estrellas en movimiento alrededor de un agujero negro

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El interferómetro del Telescopio Muy Grande (VLT, por sus siglas en inglés) del Observatorio Europeo Austral (ESO) obtuvo las imágenes más nítidas de la región que rodea al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea.

Las nuevas imágenes se acercan 20 veces más de lo que era posible antes del VLT, ubicado en Chile, y han ayudado a los astrónomos a encontrar una estrella nunca vista cerca del agujero negro. Al rastrear las órbitas de las estrellas en el centro de nuestra galaxia, el equipo realizó la medición más precisa hasta ahora de la masa del hoyo.

“Queremos saber más sobre él, llamado Sagitario A (Sgr A*. ¿Qué masa tiene exactamente? ¿Gira? ¿Las estrellas que lo rodean se comportan exactamente como esperamos de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein? La mejor manera de responder a estas preguntas es seguir a las estrellas en órbitas cercanas. Aquí demostramos que podemos hacerlo con mayor precisión que nunca”, explicó en un comunicado Reinhard Genzel, director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) de Garching, Alemania, galardonado con el Premio Nobel en 2020 por la investigación sobre este hoyo.

Los resultados del estudio de Genzel y su equipo, que amplían su investigación de tres décadas sobre las estrellas que orbitan ese agujero, se publican en dos artículos en la revista Astronomy & Astrophysics.

En trabajo por encontrar aún más estrellas cerca del agujero negro, el equipo, conocido como la colaboración Gravity, desarrolló una nueva técnica de análisis que ha permitido obtener las imágenes más profundas y nítidas hasta ahora de nuestro Centro Galáctico.

“El VLT proporciona esta increíble resolución espacial y con las nuevas imágenes llegamos más profundo que nunca. Estamos asombrados por la cantidad de detalles, así como por la acción y el número de estrellas que revelan alrededor del agujero negro”, señaló Julia Stadler, del Instituto Max Planck de Astrofísica en Garching, quien dirigió los esfuerzos de obtención de imágenes del equipo durante su estancia en el MPE.

De manera sorporendente, hallaron una estrella, llamada S300, que no se había visto, lo que muestra lo poderoso que es este método cuando se trata de detectar objetos muy débiles cerca de Sagitario A.

Con sus observaciones más recientes, realizadas entre marzo y julio, el equipo se centró en hacer mediciones precisas de las estrellas a medida que se acercaban al hoyo negro. Entre ellas S29, la más cercana a éste a finales de mayo, pasó a una distancia de 13 mil millones de kilómetros, unas 90 veces la distancia entre el Sol y la Tierra, a 8 mil 740 kilómetros por segundo.

Nunca se había observado que alguna otra estrella pasara tan cerca del hoyo ni que viajara tan rápido alrededor de él, resaltan.

Las mediciones e imágenes del equipo fueron posibles gracias a Gravity, instrumento único que la colaboración desarrolló para el VLT, el cual combina la luz de los cuatro telescopios de 8.2 metros del telescopio mediante la compleja técnica llamada interferometría, “que obtiene imágenes 20 veces más nítidas que las de los telescopios individuales, revelando los secretos del Centro Galáctico”, afirmó Frank Eisenhauer, del MPE, investigador principal de Gravity.

“El seguimiento de las estrellas en órbitas cercanas a Sagitario A permite sondear con precisión el campo gravitatorio en torno al agujero negro masivo más cercano a la Tierra, poner a prueba la relatividad general y determinar las propiedades de ese hoyo”, explicó Genzel.

Las nuevas observaciones, combinadas con los datos anteriores del equipo, confirman que las estrellas siguen trayectorias exactamente como predice la relatividad general para los objetos que se mueven alrededor de un agujero negro de masa 4.30 millones de veces la del Sol. Se trata de la estimación más precisa hasta la fecha. Los investigadores también lograron afinar la distancia a Sagitario A, encontrándola a 27 mil años luz.

Para obtener las nuevas imágenes, los astrónomos utilizaron una técnica de aprendizaje automático, denominada teoría del campo de información. Hicieron un modelo de cómo podrían ser las fuentes reales, simularon cómo las vería Gravity y lo compararon con las observaciones de ese instrumento.

Esto les permitió encontrar y rastrear estrellas alrededor de Sagitario A con una profundidad y precisión sin precedente. Además de las observaciones de Gravity, el equipo también utilizó datos de NACO y Sinfoni, dos antiguos instrumentos del VLT, así como mediciones de los observatorios Keck y Gemini de Noirlab, en Estados Unidos.

El instrumento se actualizará a finales de esta década y se convertirá en Gravity+, que también se instalará en el VLT y aumentará la sensibilidad para revelar estrellas más débiles incluso más cerca del agujero negro.

El próximo Telescopio Extremadamente Grande de ESO, que se construye en el desierto chileno de Atacama, permitirá, además, medir la velocidad de esas estrellas con gran precisión.

Con información de: La Jornada

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