En el corazón de la Vía Láctea, a unos 26.000 años luz de nosotros, los astrónomos acaban de encontrar la estrella más rápida conocida de toda nuestra galaxia. Se llama S301 y, cuando pasa por el punto más cercano al agujero negro supermasivo Sagitario A*, alcanza aproximadamente 25.600 kilómetros por segundo.
Eso equivale a unos 92 millones de kilómetros por hora, o alrededor del 8,5% de la velocidad de la luz. Pero su velocidad no es siquiera lo más extraordinario.
S301 se acerca a Sagitario A* hasta quedar a unos 1.700 millones de kilómetros, aproximadamente 11,5 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. En términos de agujeros negros, prácticamente está rozando el abismo: pasa a apenas unos 136 radios de Schwarzschild del monstruo de 4,3 millones de masas solares que gobierna el centro galáctico.
Ese acercamiento es unas diez veces más extremo que el de S2, la célebre estrella que ya permitió realizar algunas de las mejores pruebas de la relatividad general de Einstein alrededor de Sagitario A*. Y convierte a S301 en algo excepcional: su órbita es suficientemente extrema como para empezar a sentir los efectos de la propia rotación del agujero negro.
Una vuelta alrededor del monstruo central cada 8,7 años
S301 describe una órbita extraordinariamente alargada, con una excentricidad cercana a 0,983. Tarda solo 8,7 años en completar una vuelta, el periodo orbital más corto conocido hasta ahora para una estrella alrededor de Sagitario A*.
Los investigadores consiguieron detectarla inicialmente con GRAVITY, el instrumento del Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de ESO, en Chile, durante la primavera de 2023. Después rastrearon observaciones anteriores y reconstruyeron su movimiento hasta 2017.
Su último paso por el periastro (el punto más cercano al agujero negro) ocurrió a comienzos de 2023. Y allí ocurre algo que sería imposible apreciar en una órbita normal.
Según el estudio publicado en Nature, la relatividad general provoca que la trayectoria de S301 no se cierre sobre sí misma. Cada vez que completa una vuelta, el punto de máximo acercamiento avanza alrededor de dos grados. Es la denominada precesión de Schwarzschild, una deformación del movimiento provocada por la intensa curvatura del espacio-tiempo.
Pero hay un efecto todavía más pequeño esperando debajo.
El agujero negro puede estar arrastrando literalmente el espacio-tiempo alrededor de él
Un agujero negro en rotación no se limita a curvar el espacio-tiempo: también lo arrastra consigo. Es el llamado efecto Lense-Thirring o frame dragging. Puede imaginarse, de forma simplificada, como si Sagitario A* retorciera ligeramente el espacio que lo rodea al girar.
Ese efecto debería producir desviaciones minúsculas en la órbita de S301. Y precisamente porque la estrella pasa tan cerca, es aproximadamente 100 veces más sensible al campo gravitatorio extremo de Sagitario A* que las estrellas utilizadas hasta ahora para esta clase de mediciones.
Aquí está la gran promesa del descubrimiento: los científicos todavía no han determinado directamente el espín de Sagitario A* con S301, pero su órbita abre por primera vez una vía realista para conseguirlo.
El plan es seguir a la estrella durante al menos dos órbitas completas mediante GRAVITY+ y, más adelante, con MICADO, uno de los instrumentos del gigantesco Extremely Large Telescope de ESO. Su próximo máximo acercamiento ocurrirá en 2031. Si las desviaciones acumuladas pueden medirse con suficiente precisión, los astrónomos podrían obtener la primera determinación directa del giro del agujero negro central de nuestra galaxia.
S301 probablemente sobrevivió a una historia todavía más violenta
Existe además otro misterio: ¿cómo terminó una estrella tan cerca? Allí resulta extremadamente difícil formar estrellas. La órbita de S301 sugiere que antiguamente pudo pertenecer a un sistema binario que se acercó demasiado a Sagitario A*.
Las fuerzas de marea habrían partido la pareja mediante el llamado mecanismo de Hills. Una de las estrellas habría quedado capturada (S301) mientras su compañera era expulsada a una velocidad tan enorme que posiblemente terminó escapando de la propia Vía Láctea.
Ahora esa superviviente se ha convertido accidentalmente en un instrumento científico.
Durante décadas hemos observado estrellas para descubrir que en el corazón de nuestra galaxia existe un agujero negro de millones de masas solares. S301 puede llevarnos al siguiente nivel: usar una estrella que viaja a 25.000 kilómetros por segundo como un velocímetro natural capaz de decirnos cuánto gira el monstruo que mantiene atrapado el centro de la Vía Láctea.
