¿Cómo sabemos que hay un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea?
Órbitas estelares completas concentran unos cuatro millones de masas solares en un volumen diminuto; radiointerferometría obtiene además una imagen compatible con su sombra.
Respuesta breve
Telescopios infrarrojos han seguido durante décadas estrellas que orbitan una fuente compacta llamada Sagitario A*. Sus trayectorias y velocidades exigen unos cuatro millones de masas solares concentradas en una región extremadamente pequeña. Ningún cúmulo estable de objetos oscuros conocido puede mantener tanta masa en tan poco volumen. El Event Horizon Telescope observó además una estructura anular del tamaño esperado alrededor del horizonte.
Órbitas como balanza
El polvo impide ver el centro en luz visible, pero el infrarrojo revela estrellas individuales. Una de ellas, S2, completa una órbita en unos dieciséis años y pasa muy cerca del centro. Su posición en el cielo y su velocidad Doppler permiten reconstruir la órbita tridimensional.
La ley gravitatoria transforma periodo y tamaño en masa encerrada. Varias estrellas, con planos y distancias diferentes, apuntan al mismo foco. Cerca del periastro de S2 también se midió el corrimiento gravitatorio al rojo previsto por relatividad general y posteriormente la precesión de su órbita.
Por qué no sería un cúmulo oscuro
Podría imaginarse una concentración de estrellas débiles, restos compactos o partículas. Pero para encerrar la masa inferida tendría que ser tan densa que las colisiones, evaporación dinámica o fusiones la destruirían en un tiempo pequeño comparado con la edad galáctica. El límite al tamaño de la fuente de radio hace aún menos plausibles esas alternativas.
La imagen a escala del horizonte
El Event Horizon Telescope conectó radiotelescopios de todo el planeta para lograr resolución equivalente a un telescopio terrestre. La imagen reconstruida de Sagitario A* muestra un anillo brillante alrededor de una depresión central. Su escala concuerda con la masa orbital y con plasma curvado por la gravedad cerca de un agujero negro.
La imagen no es una fotografía de una superficie ni demuestra sola el caso. Su fuerza está en coincidir con una masa ya medida por órbitas mediante otra técnica.
Qué incertidumbre queda
Se investigan giro, orientación del flujo y variabilidad del plasma. Las reconstrucciones dependen de cobertura interferométrica y modelos. Lo firmemente establecido es la existencia de una masa compacta supermasiva cuyo comportamiento y tamaño corresponden a un agujero negro.
Fuentes y lecturas principales
- Genzel, R., Eisenhauer, F. y Gillessen, S. “The Galactic Center Massive Black Hole.” Reviews of Modern Physics, 2010.
- GRAVITY Collaboration, mediciones relativistas de la estrella S2.
- Event Horizon Telescope Collaboration. “First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results.” The Astrophysical Journal Letters, 2022.