Un somni d'Einstein es fa realitat: pesar tot un estel amb la gravetat

La deflexió o desviació gravitatòria de la llum estel·lar que va passar al voltant del Sol durant l'eclipsi solar de 1919 va proporcionar mesuraments que van confirmar la teoria de la relativitat general d'Einstein. Ara, els científics han utilitzat una tècnica semblant per registrar aquestes desviacions lluminoses en un estel i mesurar la seva massa.

Uns cent anys després que Einstein desenvolupés la teoria de la relativitat general, que ha revolucionat la forma en què els éssers humans comprenem l'univers, un grup d'investigadors liderats des de l’Space Telescope Science Institute (EUA) ha aconseguit determinar la massa d’una estrella nana blanca a partir de les seves lleis.

Els petits canvis en la posició aparent d'una estrella del fons han permès estimar la massa de la nana blanca Stein 2051 B

Fins al moment, la possibilitat de mesurar la massa d'un estel en funció dels efectes gravitacionals que aquesta exerceix sobre la llum pertanyia al pla teòric. En un article publicat el 1936 a Science, el propi Einstein sostenia que era impossible: "No hi ha esperança d'observar aquest fenomen de manera directa".

Una de les prediccions clau de la seva teoria de la relativitat general establia que la curvatura de l'espai prop de cossos enormes, com les estrelles, fa que qualsevol raig de llum que passi a prop d'aquestes es desviï el doble del que s'esperaria en funció de les lleis de gravetat tradicionals.

El pare de la relativitat va predir que, quan un estel frontal s'interposa entre nosaltres i una altra estrella situada de fons, es produeix un fenomen anomenat microlent gravitacional que genera un anell de llum perfecte, també anomenat anell d'Einstein.

No obstant això, després d'un segle d'avanços tecnològics, no s'havia aconseguit observar un escenari una mica diferent a aquest: dues estrelles tot just desalineades que generin un anell d'Einstein asimètric. Segons Einstein, aquesta asimetria és important pel fet que ocasionaria que l'estrella de fons es veiés desviada del centre, de manera que podria utilitzar-se per determinar la massa d'una altra estrella frontal localitzada davant.

Il·lustració de com la gravetat d'una estrella nana blanca deforma l'espai i dobla la llum procedent d'una altra estrella distant situada darrere.  El telescopi espacial Hubble registra el fenomen. / NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

L'equip de científics coordinats per Kailash Chandra Sahu des del Space Telescope Science Institute va buscar de forma proactiva aquesta rara alineació asimètrica en més de 5.000 estrelles. Al març de 2014 va descobrir que l'estrella nana blanca Stein 2051 B estava en la posició perfecta, just davant d'una estrella de fons.

L'ajuda del telescopi espacial Hubble

Llavors, els científics van dirigir el telescopi espacial Hubble per observar el fenomen i van mesurar petits canvis en la posició aparent de l'estrella de fons al llarg del temps. A partir de la informació recopilada, els autors van poder estimar que la massa de la nana blanca era equivalent aproximadament al 68% de la del nostre Sol.

  

"En concret, el mesurament d'aquesta deflexió en múltiples moments ens va permetre determinar la massa de Stein 2051 B -la sisena nana blanca més propera al Sol- com 0,675 ± 0.051 masses solars", assenyalen els autors en el seu estudi, que es va publicar el juny passat a Science, alhora que es va presentar a la reunió de primavera que l'American Astronomical Society va celebrar al juny a Austin (EUA).

El mesurament directe de la massa de Stein 2051 B també ofereix dades importants per a comprendre millor l'evolució de les nanes blanques, el tipus d'estrelles més comú en l'univers. De fet, la majoria de les estrelles que s'han format a la nostra galàxia, inclòs el Sol, es convertiran o són ja nanes blanques.

Font: SINC