El jueves, los astrónomos anunciaron que usaron el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para medir directamente la masa del cadáver de una estrella por primera vez. Pero el truco es que lo hicieron aprovechando un efecto cósmico alucinante llamado microlente gravitacional, predicho por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein hace más de un siglo.
Este logro del Hubble marca la primera vez que se utiliza un efecto de este tipo para medir una sola estrella aislada que no sea nuestro propio sol.
Entraré en la microlente en un momento, pero aquí hay algunas estadísticas rápidas sobre las medidas históricas de la enana blanca.
En primer lugar, se llama LAWD 37. Inserte el meme del gato «oh, Lawd, él viene». Lo siento.
En segundo lugar, este cuerpo estelar solitario, que es el núcleo sobreviviente supercaliente de una estrella similar al Sol quemada, parece tener el 56% de la masa de nuestro sol, según las observaciones del Hubble. Eso es un gran alivio porque esa cifra, según el equipo de investigación, está de acuerdo con las predicciones teóricas previas sobre LAWD 37 y solidifica muchas de nuestras teorías actuales sobre la estructura y composición de las enanas blancas. Y entender a las enanas blancas es crucial para nuestra comprensión del universo.
«Las enanas blancas nos dan pistas sobre cómo evolucionan las estrellas: algún día nuestra propia estrella terminará como una enana blanca», Peter McGill, becario postdoctoral en UC Santa Cruz y autor principal de un estudio sobre las mediciones publicado en Monthly Notices of the Royal. Sociedad Astronómica, dijo en un comunicado.
Debido a que esta enana blanca en particular está tan cerca de nosotros a unos 15 años luz de distancia, explica McGill, tenemos muchos datos sobre ella. «Pero la pieza faltante del rompecabezas ha sido una medida de su masa». Afortunadamente, sin embargo, ahora también tenemos esa pieza.
Ahí es donde entra la teoría de Einstein.
¿Qué es la microlente gravitacional?
Desde su génesis a principios de 1900, los científicos han permanecido absolutamente cautivados por la asombrosa teoría de la relatividad general de Albert Einstein, una idea que se basa en la extraña premisa de que nuestra extensión cósmica está tejida físicamente con hilos tangibles de espacio y tiempo.
La relatividad general no solo aún no ha sido refutada, a pesar de décadas de expertos tratando de encontrar una escapatoria, sino que también explica algunas de las cosas más extrañas que suceden en nuestro universo. Cosas como colisiones de agujeros negros que envían ondas gravitacionales que reverberan en el espacioy el tiempo transcurre de manera diferente en la órbita de la Tierra que en su suelo.
Pero uno de los efectos de relatividad general favoritos de los astrónomos es que la luz en el universo distante parece doblarse, torcerse y deformarse cuando viaja a través de la presencia de piscinas de gravedad extrema generadas por objetos compactos masivos como cúmulos de galaxias. Se llama lente gravitacional y, en menor escala, microlente gravitacional.
Las lentes gravitatorias son un fenómeno importante para la astronomía porque cualquier cosa que esté emitiendo esos rayos de luz deformados (una estrella, por ejemplo) puede parecer ampliada para un observador que de otro modo no podría verlo. Por otro lado, puede deducir información sobre cualquier cosa que esté causando que los rayos de luz se deformen trabajando hacia atrás.
Y esto último es precisamente lo que aprovecharon McGill y sus colegas investigadores.
La ilustración de este artista muestra cómo la gravedad de una estrella enana blanca deforma el espacio y desvía la luz de una estrella distante detrás de él.
NASA, ESA, Ann Feild
Para comenzar, los astrónomos utilizaron el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, un dispositivo que actualmente intenta crear un mapa maravillosamente detallado de la galaxia de la Vía Láctea, para averiguar dónde debería mirar el Hubble en busca de LAWD 37 durante un probable evento de microlente gravitacional.
Luego vieron cómo la luz de una estrella de fondo pasaba detrás de LAWD 37, su luz distorsionada por el punto de interés del Hubble.
El equipo finalmente descubrió parámetros vitales de cómo cambiaba la luz de la estrella de fondo en presencia de LAWD 37 y, a través del arte de la deducción, aprendió qué tipo de masa estelar produciría tales cambios. Ahí tienes.
Este gráfico muestra cómo se utilizó la microlente para medir la masa de una estrella enana blanca. El cuadro insertado muestra cómo pasó la enana frente a una estrella de fondo en 2019. La línea azul ondulada traza el movimiento aparente de la enana en el cielo visto desde la Tierra.
NASA, ESA, Peter McGill, Kailash Sahu, Joseph DePasquale
«La precisión de la medición de masa de LAWD 37 nos permite probar la relación masa-radio de las enanas blancas», dijo McGill. «Esto significa probar las propiedades de la materia bajo condiciones extremas dentro de esta estrella muerta».
En 1919, solo unos años después de que Einstein publicara un artículo que describía la teoría de la relatividad general, dos astrónomos británicos utilizaron este tipo de efecto de lente para observar de manera similar la masa del sol durante un eclipse solar. Ese fue un gran momento porque se consideró la primera prueba experimental de la relatividad, según la NASA, pero no estaba claro en ese momento si alguien podría volver a «lente gravitacional».
«Estos eventos son raros y los efectos son pequeños», dijo McGill. «Por ejemplo, el tamaño de nuestro efecto medido es como medir la longitud de un automóvil en la luna visto desde la Tierra, y es 625 veces más pequeño que el efecto medido en el eclipse solar de 1919».
En el futuro, el equipo quiere continuar usando Gaia para predecir cuándo los posibles eventos de microlente gravitacional podrían ayudarlos a obtener tantas mediciones de masa estelar como sea posible. De hecho, el investigador principal del Hubble y coautor del estudio, Kailash Sahu, ya está trabajando en la observación de otra enana blanca, llamada LAWD 66, con el pionero telescopio espacial James Webb de la NASA.
Teniendo en cuenta lo poderoso que es el JWST, por mi parte, no puedo esperar a ver cómo se desarrolla el siguiente nivel de microlente gravitacional.