Sir Arthur Stanley Eddington, 1882-1944.

En el año 1919 Arthur Stanley Eddington, profesor de astronomía en la universidad de Cambridge, dirigió una expedición a la Isla Príncipe, en África Occidental para observar un eclipse solar completo. Su plan era probar una de las predicciones más sorprendentes de la nueva Teoría General de la Relatividad de Einstein, que sugería que los rayos de luz, vistos tradicionalmente como un compendio de líneas rectas, en realidad se curvaban cuando pasaban cerca de objetos masivos. Si éste es el caso, razonó Eddington, entonces nuestro Sol “doblaría” la luz de las estrellas que están cerca de ella en el cielo. Lo cual haría que las estrellas aparecieran levemente desplazadas con respecto a su posición verdadera.

Bajo circunstancias normales resultaría imposible medir esta desviación, puesto que el brillo del Sol durante el día, ahoga la luz de todas las estrellas. Pero durante un eclipse solar, cuando la luz del Sol se oculta (aunque su masa sigue muy presente) el efecto debería ser visible. A pesar de su equipo relativamente primitivo y de grandes dosis de mal tiempo, Eddington tuvo éxito en demostrar una cierta desviación y aportó la primera prueba experimental que apoyaba la Relatividad General de Einstein.

Mucho ha llovido en astronomía desde que Eddington instaló su puesto de observación en Isla Príncipe. La Teoría de la Relatividad se ha convertido en uno de los fundamentos de la física moderna, y la tecnología telescópica ha avanzado a pasos agigantados. Sin embargo, el método de Eddington de medir la flexión de la luz cerca de objetos masivos todavía se utiliza hoy. Más recientemente, en la edición de junio nº 28 de la revista Nature, un equipo internacional de científicos dirigidos por Kailash C. Sahu, del Instituto de Ciencia Telescópica Espacial divulgó la utilidad del método de Eddington para detectar 'planetas disociados' en un cúmulo próximo de estrellas.

Como Eddington 80 años antes, los investigadores, buscan los famosos indicios de un rayo de luz estelar doblándose en la proximidad de un objeto de masa grande. Solo que en este caso no debe ser nuestro Sol quien causara la flexión, sino los objetos de un cúmulo globular de estrellas situadas a 8.500 años luz. Mientras que el propio cúmulo, conocido como M22, es claramente visible desde la Tierra, muchos de los objetos de su interior son demasiado pequeños y débiles para ser detectados. Sin embargo, si su masa afectara a la luz que viene de una estrella situada más allá del cúmulo, ello sería una evidencia inequívoca de su presencia. Más importantemente aún, permitiría a los científicos estimar su masa con un alto grado de exactitud.

Mientras que Eddington buscaba un desplazamiento en la posición de una estrella, Sahu y sus colegas buscaban un efecto relacionado conocido como 'micro-lente.' Este fenómeno, como la dislocación de Eddington, sucede cuando un rayo de luz estelar se dobla al pasar cerca de un objeto masivo. Sin embargo, debido a la distancia de los objetos, y a su masa relativamente baja, la flexión no cambia realmente la posición de la estrella en el cielo. En lugar de eso, aumenta el brillo de la estrella durante un período de días u horas, mientras que el objeto “lente” pasa entre la estrella y la Tierra. La longitud de tiempo durante la que este brillo crece, da a los científicos una buena indicación de la masa del objeto lente. Cuanto más larga es la duración del fenómeno, más masivo es el objeto que dobla la luz de la estrella.

Sahu y sus colegas seleccionaron el cúmulo M22 porque se sitúa directamente entre la Tierra y la región cercana al centro de la Vía Láctea conocida como el “bulbo” de la galaxia. Ya que el bulbo está muy densamente poblado de estrellas, parece una buena ocasión para que los objetos del interior del cúmulo M22 pasen entre él y la Tierra produciendo un efecto micro-lente. Mientras que la idea parece simple, ningún telescopio con base en la Tierra posee la resolución que el trabajo requiere: Solamente el Hubble, colgado en lo alto, sobre la atmósfera de la Tierra, es capaz de mirar fijamente a través del cúmulo globular y de detectar más allá de él, las estrellas del bulbo de la galaxia.

Cúmulo globular M22 La imágen principal es una ampliación del cúmulo completo que se muestra en la miniatura. Créditos: STSCI

Los investigadores comenzaron en febrero de 1999 a supervisar no menos de 83.000 estrellas en el bulbo de la galaxia, más allá del cúmulo M22. Sus esfuerzos no fueron en vano: después de tres meses de observaciones habían detectado siete casos de objetos aumentados por la micro-lente del cúmulo globular. En uno de estos casos, el brillo de una estrella en el abombamiento de la galaxia aumentó diez veces durante un período de 17,6 días. Los científicos, teniendo en cuenta los movimientos relativos de la Tierra, el cúmulo M22, y el centro de la galaxia, concluyeron que éste era un caso clásico de aumento por micro-lente, siendo la “lupa” una estrella de masa igual a 1/8 de nuestro Sol.

Los otros seis casos eran más inusuales y también más intrigantes. En cada uno de estos casos el brillo de las estrellas del bulbo aumentó cerca de un 50%, pero solamente durante un corto período. La luminosidad creciente, de hecho, fue detectada solamente una vez, y cuando al día siguiente el Hubble quiso observarla de nuevo, ya se había disipado. Esto significa que cada uno de estos acontecimientos duró únicamente unas pocas horas.

Ya que el crecimiento del brillo fue observado solamente una vez para cada una de las estrellas, los científicos no pueden tener la absoluta certeza de que lo que observaron era un caso de micro-lente. Sin embargo es, en gran medida, la explicación más probable según Sahu y sus colaboradores. Además, si éste es de hecho el caso, las implicaciones de este descubrimiento son realmente de gran envergadura.

Considerando la corta duración de los sucesos y las posiciones y velocidades relativas de la Tierra, del cúmulo M22, y del abombamiento de la galaxia, los investigadores concluyeron que los objetos “lente” en el cúmulo podrían ser tan pequeños como ¼ la masa del planeta Júpiter. Además, el elevado número de objetos descubiertos indica que sobre el 10% de la masa de todo el cúmulo M22 se compone de estos planetas disociados flotando libres.

La misma noción de “planetas que flotan libremente por el espacio”, no asociados a una estrella, es nueva en astronomía y muy polémica. Recientemente varios exámenes fotométricos por infrarrojos han sugerido la presencia de tales planetas que vagaban en varios cúmulos, mientras que algunos científicos se han cuestionado estos resultados. La aproximación al tema de Sahu y sus colegas es nueva, puesto que son los primeros en utilizar micro-lentes para detectar estos objetos. Si los resultados de su estudio son confirmados por futuras observaciones, entonces los planetas disociados pueden dejar de ser considerados “rara avis”, sino realmente muy comunes en el universo.

Esta imagen de la Via Lacta cerca del infrarrojo, tomada por el Cosmic Background Explorer, muestra el "bulbo" en el centro de la galaxia. (c) NASA

¿Cómo acabará la discusión sobre los planetas disociados? No podemos estar seguros en este punto, aunque las evidencias de la presencia de estos objetos parecen amontonarse. Sabemos, sin embargo, que estamos siendo testigos de una notable combinación de viejas ideas y nuevas tecnologías en la evolución de la ciencia. En 1919 Eddington, usó una nueva y radical teoría para ampliar nuestra comprensión del universo. Ochenta años más adelante un equipo de científicos combinó su técnica con el telescopio espacial Hubble - una maravilla tecnológica inimaginable en tiempos de Eddington. Juntando lo viejo y lo nuevo, lo teórico y lo tecnológico, conseguimos abrir nuevas vías a la comprensión de los misterios del universo.