Los astrónomos realizan con éxito el experimento que según Einstein era «imposible»
El telescopio Hubble ha medido la masa de una estrella empleando una técnica descrita por el famoso físico, aunque este afirmó que la humanidad «no tendría esperanzas» de utilizarla.
Solo el Telescopio Espacial Hubble podía probar que Albert Einstein se equivocaba o, como mínimo, que era innecesariamente pesimista.
Recientemente, el Hubble ha observado a una estrella muerta a unos 18 años luz de distancia deformando la luz de otra estrella más distante que parecía estar pasando tras ella. Einstein predijo que este efecto tendría lugar basándose en su teoría de la relatividad general, pero más adelante afirmaría que los científicos «no tendrían esperanzas» de presenciarlo.
Por supuesto, escribió esta adusta frase casi 60 años antes de que los humanos lanzáramos una impresionante obra de ingeniería a la órbita terrestre.
El Hubble ha conseguido ser testigo del espectáculo y los astrónomos han podido leer las pistas que dejaba la luz curvada y distinguir la masa de la estrella muerta, llamada Stein 2051B. El resultado coincide perfectamente con una predicción de la masa de la estrella realizada hace un siglo.
«Llevo muchos años pensando en este problema. No estábamos seguros de si tendríamos éxito, pero definitivamente valía la pena intentarlo», afirma Kailash Sahu del Space Telescope Science Institute, autor principal de un informe que describe la observación y que se ha publicado en la revista Science.
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Una imposibilidad «einsteiniana»
Este efecto de microlente gravitacional ha sido observado antes, utilizando una estrella mucho más cercana —nuestro propio sol— como lente. En particular, durante un eclipse solar total en 1919, Arthur Eddington midió las posiciones de las estrellas situadas cerca del borde de la estrella. Comprobó que la gravedad de nuestra estrella estaba modificando la luz estelar distante, lo que demostraba que Einstein iba bien encaminado con su teoría de la relatividad general.
Los astrónomos han empleado técnicas similares para detectar exoplanetas y aglomeraciones de materia oscura, que curvan la luz procedente de los objetos que se encuentran tras ellos, y también han usado cúmulos enteros de galaxias como lentes para observar explosiones de estrellas lejanas una y otra vez.
Sin embargo, hasta ahora, nadie había podido observar a una pequeña estrella en el momento justo en que curvaba la luz de otra. Ese es el escenario que Einstein propuso en un artículo de 1936 en Science, algo que, según sugería, sería prácticamente imposible de observar.
Al parecer, Einstein solamente publicó este artículo porque un amigo se lo sugirió: «Hace un tiempo, recibí la visita de R. W. Mandl, que me pidió que publicase los resultados de unos pequeños cálculos que había hecho a petición suya», escribió. «Esta nota cumple con sus deseos».
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Una luciérnaga cósmica
Para encontrar la alineación estelar adecuada, Sahu y su equipo buscaron en unas 5.000 estrellas posibles que podrían actuar como lentes, antes de identificar a Stein 2051B. Este objeto cósmico es una enana blanca, el pequeño y denso cadáver de una estrella que en su día fue similar al sol.
Y ahora venía la parte difícil. La alineación fortuita de dos estrellas es una cosa, pero poder observarla es algo totalmente diferente. Como lo describe Sahu, la cantidad de movimiento de las estrellas en el cielo es insufriblemente minúscula.
«Imagina a una luciérnaga que se mueve de un lado de un lado de Estados Unidos al otro. Tienes que detectar este movimiento a más de 2.400 kilómetros de distancia», explica. «En segundo lugar, hay una bombilla brillante [la enana blanca] junto a la luciérnaga. Y tienes que detectar el ínfimo movimiento de la luciérnaga bajo el resplandor de la bombilla brillante».
Sahu solicitó utilizar el ojo celestial más preciso de la humanidad y, una vez que la solicitud fue aprobada, puso a la pareja estelar en el punto de mira del Hubble en ocho ocasiones, entre octubre de 2013 y octubre de 2015.
Como era de esperar, la gravedad de Stein 2051B curvó y desplazó la luz de esa luciérnaga estelar. Basándose en esa luz desviada, el equipo fue capaz de calcular la masa de la enana blanca. Con aproximadamente el 68 por ciento de la masa del sol y un uno por ciento de su anchura, Stein 2051B coincide con extrema precisión con la teoría propuesta por Subrahmanyan Chandrasekhar en 1930 que describe las interacciones de mecánica cuántica entre los átomos en los núcleos de las estrellas.
«Su teoría predice que el radio de la enana blanca decrece a medida que la masa crece de una forma específica, ¡y nuestra medición de su masa ha confirmado precisamente eso!», explica Sahu.
«¿Es eso sorprendente? En cierto modo, sí, ya que en la mayoría de las ocasiones, la medición no confirma las predicciones con exactitud. Pero fue genial confirmar que la teoría que habíamos estado empleando hasta ahora es correcta».
Los resultados de Hubble sugieren que, contrariamente a suposiciones previas, Stein 2051B no tiene un núcleo de hierro, algo que habría sugerido que la estrella es tan vieja como el universo, o incluso más antigua que este. En otras palabras, esta pequeña enana blanca es la estrella muerta más normal y aburrida que podamos imaginar, y aun así los científicos están sorprendidos.
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Ahora que Sahu y sus colegas han logrado probar su gran truco cósmico, esperan que pueda contribuir a medir las masas de otras estrellas, quizá empleando el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea (que actualmente está ocupado observando mil millones de estrellas, las más próximas a nosotros) o el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, que está todavía en proceso de puesta a punto.
«Einstein estaría orgulloso», declaró Terry Oswalt de la Universidad de Aeronáutica Embry-Riddle. «Una de sus predicciones clave ha aprobado este riguroso examen de observación».
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