Un sueño de Einstein se hace realidad: pesar una estrella con la gravedad

Ilustración de cómo la gravedad de una estrella enana blanca deforma el espacio y dobla la luz procedente de otra estrella distante situada detrás. El telescopio espacial Hubble registra el fenómeno. / NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

La deflexión o desviación gravitatoria de la luz estelar que pasó alrededor del Sol durante el eclipse solar de 1919 proporcionó mediciones que confirmaron la teoría de la relatividad general de Einstein. Ahora, los científicos han utilizado una técnica parecida para registrar esas desviaciones luminosas en una estrella y medir su masa.

Unos cien años después de que Einstein desarrollara la teoría de la relatividad general, que ha revolucionado la forma en que los seres humanos comprendemos el universo, un grupo de investigadores liderados desde el Space Telescope Science Institute (EE UU) ha logrado determinar la masa de una estrella enana blanca a partir de sus leyes.

Hasta el momento, la posibilidad de medir la masa de una estrella en función de los efectos gravitacionales que esta ejerce sobre la luz pertenecía al plano teórico. En un artículo publicado en 1936 en Science, el propio Einstein sostenía que era imposible: “No hay esperanza de observar este fenómeno de forma directa”.

Una de las predicciones clave de su relatividad general establecía que la curvatura del espacio cerca de cuerpos enormes, como las estrellas, hace que cualquier rayo de luz que pase cerca de estas se desvíe el doble de lo que se esperaría en función de las leyes de gravedad tradicionales.

El padre de la relatividad predijo que, cuando una estrella frontal se interpone entre nosotros y otra estrella situada de fondo, se produce un fenómeno llamado microlente gravitacional que genera un anillo de luz perfecto, también llamado ‘anillo de Einstein’.

Sin embargo, tras un siglo de avances tecnológicos, no se había logrado observar un escenario un poco diferente a este: dos estrellas apenas desalineadas que generen un anillo de Einstein asimétrico. Según Einstein, esta asimetría es importante debido a que ocasionaría que la estrella de fondo se viera desviada del centro, de forma que podría utilizarse para determinar la masa de otra estrella frontal localizada delante.

El equipo de científicos coordinados por Kailash Chandra Sahu desde el Space Telescope Science Institute buscó de forma proactiva esta rara alineación asimétrica en más de 5.000 estrellas. En marzo de 2014 descubrieron que la estrella enana blanca Stein 2051 B estaba en la posición perfecta, justo delante de una estrella de fondo.

La ayuda del telescopio espacial Hubble

Entonces, los científicos dirigieron el telescopio espacial Hubble para observar el fenómeno y midieron pequeños cambios en la posición aparente de la estrella de fondo a lo largo del tiempo. A partir de la información recopilada, los autores pudieron estimar que la masa de la enana blanca era equivalente aproximadamente al 68% de la de nuestro Sol.

“En concreto, la medición de esta deflexión en múltiples momentos nos permitió determinar la masa de Stein 2051 B –la sexta enana blanca más próxima al Sol– como 0,675 ± 0.051 masas solares”, señalan los autores en su estudio, que se publica esta semana en Science, a la vez que se presenta en la reunión de primavera que la American Astronomical Society celebra estos días en Austin (EE UU).

La medición directa de la masa de Stein 2051 B también ofrece datos importantes para comprender mejor la evolución de las enanas blancas, el tipo de estrellas más común en el universo. De hecho, la mayoría de las estrellas que se han formado en nuestra galaxia, incluido el Sol, se convertirán o son ya enanas blancas.

Referencia bibliográfica:

K.C. Sahu et al. «Relativistic deflection of background starlight measures the mass of a nearby white dwarf star». Science, 7 de junio de 2017.