Las mejores imágenes jamás tomadas de lo que ocurre cerca del agujero negro de nuestra galaxia

Los investigadores han observado cómo las estrellas se mueven a toda velocidad alrededor de Sagitario A*

ESO y Digitized Sky Survey 2. Agradecimiento: Davide De Martin y S. Guisard

14/12/2021
Actualizado 15/12/2021 a las 18:27h.

Según la teoría más aceptada, en el centro de cada galaxia existe un agujero negro supermasivo , un 'monstruo' enorme del que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar. Y la Vía Láctea no es una excepción: en su interior ... dormita Sagitario A* , un gigante que, a pesar de haber sido descubierto en la década de los 70, aún guarda muchos misterios, como su masa o la distancia a la que se encuentra de nosotros. Pero, ¿cómo estudiar un objeto realmente oscuro cuando nuestros instrumentos se basan en la detección de la luz? Los astrónomos parecen tener la respuesta: fijándonos en las estrellas de su alrededor y cómo se comportan en sus interacciones con él. Sin embargo, muchas de ellas son tan débiles que nuestras herramientas aún no pueden percibirlas.

Ahora, gracias al instrumento VLTI (Very Large Telescope Interferomete) del Observatorio Europeo Austral (ESO) los astrónomos han podido echar el vistazo más profundo de la región, 20 veces más cerca del anterior intento. Y, además de las increíbles imágenes, han encontrado varias sorpresas: una nueva estrella que orbita muy próxima a Sagitario A* y otra que ha realizado un acercamiento récord a este 'abismo astrofísico'. Los resultados acaban de publicarse en dos estudios ( aquí y aquí ) en la revista ''.

«Queríamos aprender más sobre el agujero negro del centro de la Vía Láctea, Sagitario A*: ¿Cómo es de masivo exactamente? ¿Gira? ¿Las estrellas a su alrededor se comportan tal y como predice la teoría de la Relatividad General de Einstein? La mejor manera de responder a estas preguntas es seguir las estrellas en órbitas cercanas al agujero negro supermasivo. Y aquí demostramos que podemos hacer eso con una precisión nunca vista», afirma Reinhard Genzel , director del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) en Garching (Alemania), autor de los dos estudios y quien recibió el Premio Nobel en 2020 por su investigación , precisamente, sobre el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia.

El perfil del 'gigante' y estrellas de récord

Las observaciones se realizaron entre marzo y julio de 2021, confirmando que, más de un siglo después, la Teoría de la Relatividad General de Einstein sigue funcionando: las estrellas se mueven alrededor de este agujero negro tal y como predijo el genial físico hace más de un siglo. Y el instrumento permitió esclarecer dos incógnitas de larga data con una precisión sin precedentes: sus datos revelaron que la masa de Sagitario A* es de 4,30 millones de veces la del Sol ; además de que este agujero negro supermasivo se encuentra a 27.000 años luz de distancia de nosotros .

Otro de los hallazgos del equipo fue la órbita 'récord' de la estrella S29 , que se acercó a finales de mayo a tan solo 13.000 millones de kilómetros a Sagitario A* (aproximadamente 90 veces la distancia entre el Sol y la Tierra) a la endemoniada velocidad de 8.740 kilómetros por segundo . Nunca se había observado que ninguna otra estrella pasase tan cerca ni viajase tan rápido alrededor de un agujero negro. Además, descubrieron una nueva estrella bautizada como S300 , «lo que indica lo poderoso de este nuevo método de detección», señala Julia Stadler , investigadora del Instituto Max Planck de Astrofísica en Garching. «El VLTI nos proporciona esta increíble resolución espacial con la que hemos llegado más profundo que nunca. Estamos asombrados por su cantidad de detalles y por la acción y la cantidad de estrellas reveladas de alrededor del agujero negro».

Imágenes 20 veces más nítidas

La nueva herramienta, llamada GRAVITY , combina la luz de los cuatro telescopios de 8,2 metros del Very Large Telescope (VLT) de ESO mediante una técnica llamada interferometría. Esta técnica es compleja, «pero al final se llega a imágenes 20 veces más nítidas que las de los telescopios VLT individuales, revelando los secretos del centro galáctico», dice Frank Eisenhauer de MPE, investigador principal de GRAVITY.

Para obtener las nuevas imágenes, los astrónomos utilizaron una técnica de 'machine learning' (aprendizaje automático), llamada Information field theory (IFT), con la que construyeron modelos por ordenador de lo que, en teoría, debería encontrar el instrumento. Después, las compararon con los datos arrojados por las mediciones, aparte de complementar el trabajo con la información proporcionada por NACO y SINFONI , dos antiguos instrumentos del VLT; además de mediciones del Observatorio Keck y el Observatorio Gemini de NOIRLab, en EE. UU.

El equipo quiere afinar aún más esta herramienta, para aumentar su sensiblidad y que encuentre estrellas aún más débiles cerca del agujero negro. GRAVITY+ será la actualización de este instrumento, que estará listo a finales de esta década. Su combinación con el próximo observatorio Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, en construcción en el desierto chileno de Atacama, permitirá al equipo medir la velocidad de estas estrellas con una precisión muy alta. «Con los poderes de GRAVITY+ y del ELT podremos averiguar finalmente lo rápido que gira este agujero -señala Eisenhauer-, algo que nadie ha podido hacer hasta ahora».