Confirman que una estrella arrastra el espacio y el tiempo a su alrededor

Albert Einstein predijo que cualquier cuerpo giratorio arrastra el espacio-tiempo, un efecto que es imperceptible en la Tierra. Pero en un rincón del universo, los científicos encontraron una estrella 100 millones de veces más pesada que nuestro planeta, con un movimiento que altera todo a su alrededor.

Los astrónomos detectaron señales de un púlsar que sufre el arrastre del espacio-tiempo generado por una enana blanca. Imagen: Difusión.
Los astrónomos detectaron señales de un púlsar que sufre el arrastre del espacio-tiempo generado por una enana blanca. Imagen: Difusión.
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Cuando Albert Einstein formuló la teoría de la relatividad general, el entendimiento de la gravedad cambió radicalmente: ya no se trataba de una fuerza, sino de la deformación en el tejido del espacio-tiempo ocasionada por la presencia de un cuerpo. Este ‘bache’ (cuya profundidad depende de la masa del cuerpo) atrae a los cuerpos a su alrededor.

Una de sus predicciones es que cualquier cuerpo giratorio arrastra esta ‘tela’ del espacio-tiempo a su alrededor. Algo que, tras observarse en el modelo geométrico, se conoce como “arrastre de cuadros”. En la vida cotidiana, este efecto imperceptible. Recién a principios de este siglo, los científicos obtuvieron la primera evidencia experimental después de ver cómo los giroscopios que orbitan la Tierra se orientaron en dirección del giro de nuestro planeta.

La rotación de la Tierra arrastra levemente el espacio-tiempo. Imagen: Difusión.

Pero un equipo de científicos buscaba una evidencia más notable. Por tal motivo, se dedicaron a examinar, desde 2001, a un par de estrellas densas que se mueven entre sí a velocidades violentas. Este sistema, denominado PSR J1141-6545, se convirtió en un escenario ideal para comprobar el arrastre espaciotemporal.

Un sistema extremo

Hace 20 años, el radiotelescopio del Obervatorio Parkes (Australia) descubrió una enana blanca (el núcleo sobrante de una estrella que agotó su combustible y se contrajo hasta ser, en este caso, el tamaño de la Tierra pero 300 mil veces más pesada) siendo orbitada por un púlsar (una estrella de neutrones que gira a gran velocidad y que, en esta ocasión, tiene el tamaño de una ciudad pero es 400 mil veces más pesada que la Tierra).

Una estrella de neutrones es un cuerpo muy compacto que quedó como resultado de una explosión de supernova después de que la estrella llegara al final de su vida. Algunas veces, debido a su potente campo magnético, se convierte en un púlsar.

Ilustración de un púlsar (derecha) y en órbita con una enana blanca (izquierda). Crédito: ESO.

El púlsar hallado gira 150 veces por minuto. Gracias a la incidencia de sus ondas de luz emitidas cada minuto, los científicos en la Tierra pudieron mapear su camino alrededor de la enana blanca. De esta manera, determinaron que giraba alrededor del astro en menos de 5 horas.

Pero la enana blanca no es estática, ya que su compañera le transfirió masa antes de explotar, por lo que la materia se acumuló en un disco alrededor de la enana blanca, y esto la hizo girar cada vez más rápido, cada uno o dos minutos alrededor de su eje.

Las pacientes observaciones de los científicos les permitieron comprobar que, en este sistema, el pulsar gira 2.5 veces por segundo y que el plano de su órbita no está fijo, sino que se desplaza lentamente.

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De esta manera, hallaron al culpable: la enana blanca, cuyo veloz giro sobre la deformación que genera por ser un objeto compacto ha conseguido arrastrar el espacio-tiempo con una fuerza 100 millones de veces más poderosa que la generada por la rotación de la Tierra.

“El mapeo de la evolución de las órbitas no es para los impacientes, pero nuestras mediciones son ridículamente precisas”, escribieron los científicos del Centro de Excelencia ARC de Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav), cuyo estudio fue publicado hoy en la revista científica Science.

Su origen

La rareza de este sistema estelar no solo radica en su capacidad para demostrar el arrastre del espacio-tiempo, sino por el hecho de que el objeto más pesado gira alrededor del más ligero, y no al revés.

Esto se debe a que, cuando ambas eran estrellas ‘vivas', la que ‘engendró’ a la enana blanca era la que tenía mayor masa. Por ende, la otra estrella orbitaba a su alrededor, un movimiento que heredó a pesar de la mutación de ambos cuerpos.

La compañera de la enana blanca le transfirió materia, la cuál se acumuló en un disco y la hizo girar. Imagen: Ozgrav.