S301: La estrella más veloz que desafía los límites del espacio-tiempo en el corazón de nuestra galaxia

Astrónomos han descubierto la estrella más rápida conocida hasta ahora en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Bautizada como S301, este astro orbita a la asombrosa velocidad de 25.000 kilómetros por segundo alrededor de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que reside en el centro galáctico.

Detectada desde el observatorio Paranal, en el norte de Chile, S301 no es solo un récord de velocidad. En la próxima década, esta estrella podría permitir a los científicos determinar la rotación del agujero negro y, con ello, poner a prueba la teoría de Albert Einstein sobre el espacio-tiempo. Los detalles de este hallazgo se publicaron en la prestigiosa revista Nature.

Reinhard Genzel, director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Garching, Alemania, y miembro fundador de la colaboración que realizó las observaciones, destacó la importancia del descubrimiento. «Décadas siguiendo cuidadosamente las estrellas que orbitan el agujero negro central de nuestra galaxia, Sagitario A*, han llevado al revolucionario descubrimiento de esta prometedora estrella», afirmó en un comunicado del Observatorio Europeo Austral (ESO).

Genzel, quien fue copremiado con el Nobel de Física en 2020 por el descubrimiento del agujero negro central de la Vía Láctea, añadió que la órbita cercana de S301 a Sagitario A* «abre una nueva ventana para estudiar las propiedades fundamentales del espacio-tiempo en este entorno extremo de agujeros negros».

Para rastrear S301, que en el firmamento brilla 2.000 millones de veces menos que Betelgeuse (la estrella naranja de la constelación de Orión), el equipo de astrónomos utilizó el interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) del observatorio Paranal del ESO en Chile, junto con su instrumento GRAVITY+. Este sistema combina la luz de cuatro telescopios de ocho metros, creando un «telescopio virtual» con una resolución espacial 15 veces superior a la de un solo telescopio. La estrella fue observada por primera vez en la primavera de 2023, y desde entonces se ha monitoreado su trayectoria para definir su órbita.

Lo que hace a S301 única es su órbita excepcionalmente cerrada alrededor de Sagitario A*, completándola en tan solo 8,7 años. En su punto más próximo, la estrella se acerca al agujero negro a una distancia equivalente a apenas 12 veces la separación entre la Tierra y el Sol. «Eso es algo sin precedentes», explicó Felix Mang, estudiante de doctorado en el MPE y coautor del estudio.

En su máximo acercamiento, S301 alcanza los 25.000 kilómetros por segundo, una velocidad que supera en 100.000 veces la de un avión de línea y representa un 8% de la velocidad de la luz, consolidándola como la estrella más rápida descubierta en la Vía Láctea hasta la fecha.

Dada la imposibilidad de que las estrellas se formen tan cerca de un agujero negro supermasivo, los astrónomos sugieren que S301 era parte de un sistema binario. Las inmensas fuerzas gravitacionales de Sagitario A* habrían desgarrado este par, atrapando a S301 en su órbita mientras que su compañera fue expulsada a gran velocidad, posiblemente fuera de la galaxia.

Los astrónomos seguirán de cerca a S301. Su próximo paso por el punto más cercano al agujero negro está previsto para el año 2031. Observar al menos dos de sus órbitas completas permitirá determinar su trayectoria con la precisión necesaria para medir la rotación de Sagitario A*.

Al igual que la mayoría de los objetos en el universo, se cree que Sagitario A* gira sobre su propio eje. La teoría de la relatividad de Einstein predice que un agujero negro en rotación arrastra y deforma el espacio-tiempo a su alrededor, alterando las órbitas de las estrellas. Medir este efecto en Sagitario A* sería la primera medición directa de la rotación de un agujero negro, confirmando una vez más las predicciones del genio alemán.

Este equipo de investigación espera lograrlo en los próximos diez años. Juan Osorno, astrónomo del laboratorio LIRA del Observatorio de París-PSL y coautor del estudio, enfatizó la importancia de S301: «Sin esta estrella, tendríamos que medir el movimiento de otras estrellas durante varias décadas más para acercarnos a medir el espín del agujero negro».