Pulsar y enanas blancas giran en espiral hacia la otra a una velocidad predicha por la relatividad general.
Dos estrellas orbitan entre sí en una órbita que ajusta cada vez más a lo predicho por la relatividad general -según el cual las estrellas pierden energía emanando ondas gravitacionales (espirales azules en la impresión de este artista)-. Créditos: Luis Calçada / ESO.

La teoría de la gravedad de Albert Einstein ha pasado su prueba astrofísica más estricta, prediciendo correctamente cómo un par de estrechas órbitas pertenecientes a estrellas densas están en espiral una hacia la otra.

Los resultados descartan una subclase de teorías de la gravedad, relata John Antoniadis, del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, y sus colegas en Science.

"Este sistema ofrece una rara oportunidad para limitar muchos modelos que no pertenecen a la teoría de Einstein sobre la gravedad", comenta Alan Kostelecký, físico teórico en la Universidad de Indiana en Bloomington, quien no participó en el estudio.

El dúo estelar comprende una estrella de neutrones -restos ultradensos de la explosión de una supernova- y el remanente compacto de una estrella similar al Sol, conocida como una enana blanca.

Como un reloj


Ryan Lynch, miembro del equipo, de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, descubrió la estrella de neutrones con Robert C. Byrd de Green Bank Telescope en West Virginia. La estrella se clasifica como un pulsar, porque a medida que gira rápidamente emite ondas de radio que barren el cielo con un reloj regularidad -cerca de 25 veces por segundo-.

Lynch y otros colaboradores identificaron entonces una enana blanca envejeciendo en la misma ubicación que el pulsar, mediante la observación con Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Paranal, Chile, luego calcularon las masas de ambas estrellas, que eran cruciales para probar la teoría de la gravedad. El púlsar, inclina la balanza dos veces sobre la masa del Sol, siendo la estrella de neutrones más masiva jamás medida.

La relatividad general predice que los objetos celestes que orbitan entre sí producen ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo, conocidas como ondas gravitacionales. El efecto es demasiado pequeño para tener consecuencia detectables en objetos que no son extremadamente masivos y en órbitas cercanas. Pero debido a que estos dos estrellas son tan masivas y separadas por una distancia relativamente pequeña (sólo dos veces la distancia entre la Tierra y la luna), se espera irradia una cantidad sustancial de energía en forma de ondas gravitacionales.

Las ondas gravitacionales todavía no se han detectado directamente. Sin embargo, la energía causante de las olas es provocada por la órbita de dos estrechos colaboradores estelares reducirían su monto específico, de acuerdo con la relatividad general. Ese efecto, documentado por primera vez en un par de estrellas -un púlsar y una estrella de neutrones que están en órbitas más separadas y menos extremas en su peso- obtuvo el Premio Nobel de Física en 1993.

Para el par recientemente descubierta, la relatividad general predice que el período orbital es de 2.46 horas que disminuye en ocho millonésimas de segundo año. Esa pequeña disminución es justo lo que Antoniadis y sus colaboradores han descubierto, usando tres grandes antenas de radio en la Tierra para medir las variaciones en el tiempo de llegada de las ondas de radio del púlsar.

Los físicos esperan que la relatividad general se rompa en algún nivel, porque es incompatible con la mecánica cuántica, señala Lynch. "Pero los resultados de nuestro estudio muestran que tendremos que mirar aún más difícil encontrar el momento en que sucede", añade.

El hallazgo descarta un grupo de teorías alternativas de la gravedad, según el cual la órbita de la pareja estelar debería reducirse mucho más rápido que lo predicho por la relatividad general, afirma Antoniadis.

El físico Clifford Will de la Universidad de Florida en Gainesville, dice que el equipo ha reducido el número de posibles alternativas a la relatividad general. Sin embargo, piensa que Antoniadis y sus colegas "exageran un poco las implicaciones de los resultados para probar la relatividad general", y señaló que todavía hay muchas teorías que deben probarse con los nuevos datos.

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