Making of the image of the black hole at the centre of the Milky
EHT Collaboration
28 mayo 2022
Arturo Moncada
Ciencia

SAGITARIO A*: EL AGUJERO NEGRO DE NUESTRA GALAXIA

Los agujeros negros son los elementos más extremos del cosmos: su concentración de masa es tan grande y amplia, que produce una curvatura en el tejido espacio-tiempo que cubre el Universo.

Este oscuro objeto está rodeado de una región llamada horizonte de sucesos, un límite a partir del cual la gravedad es tan grande, que nada, ni siquiera la luz, puede escapar una vez que se traspasa.

Hace tres años la comunidad científica del Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés) sorprendió al mundo con la primera “fotografía” de un agujero negro, captada en la galaxia M87.

Ahora el mismo equipo, utilizando observaciones de una red mundial de radiotelescopios, exhibió el 12 de mayo la primera evidencia visual directa del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, bautizado como Sagitario A*.

Importancia

Para la astronomía esta imagen es de vital relevancia porque aun cuando no se puede observar el agujero negro en sí, el gas brillante que lo rodea muestra una firma reveladora: una región central oscura llamada sombra, rodeada por una estructura brillante en forma de anillo. La nueva visión capta la luz doblada por la poderosa gravedad del agujero negro.

Geoffrey Bower, científico del EHT, indica en un comunicado que “nos sorprendió lo bien que el tamaño del anillo concordaba con las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein. Estas observaciones sin precedentes han mejorado enormemente nuestra comprensión de lo que sucede en el mismo centro de nuestra galaxia y ofrecen nuevos conocimientos sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno”.

Según la ley de la relatividad general que publicó en 1915 Albert Einstein y que permite explicar su funcionamiento, la atracción gravitacional de estos “monstruos” cósmicos es tal, que no se les escapa nada: ni la materia, ni la luz, sea cual sea su longitud de onda. Por lo tanto, no se pueden observar directamente. Además, la fuerza de gravedad que emana del agujero negro es tan fenomenal, que no se ha logrado recrear en laboratorio.

Una de las interrogantes más importantes que tenían los astrónomos sobre nuestra propia galaxia era saber qué se encuentra en el centro de la misma. Diferentes teorías, apoyadas por distintas observaciones circundantes, afirmaban que existía un masivo agujero negro ahí, que engulle a miles de estrellas, y el EHT pudo demostrar con imágenes que Sagitario A*, a 27 mil años luz de distancia, existe.

Para José Manuel Nieves, experto en temas científicos, “con esta imagen en la mano un agujero negro se podrá estudiar igual que cualquier otro objeto físico real y no solo como una serie de complicadas abstracciones matemáticas. De hecho, la estructura revelada en la imagen de Sagitario A* ayudará sin duda a confirmar la precisión de la relatividad general y quizá revelará también cómo el material que hay alrededor de un agujero negro a veces cae en él y otras adquiere la energía necesaria para alejarse en forma de enormes chorros en espiral. La imagen es una brillante confirmación de más de un siglo de trabajos puramente teóricos. Las promesas para el futuro son enormes”.

Tecnología

Para observar un objeto tan lejano como este los científicos indican que hace falta un telescopio del tamaño de la Tierra. Y aunque de forma virtual o equivalente, eso es lo que se consigue con el EHT, integrado por ocho radiotelescopios localizados en Chile, Estados Unidos, México, España y el Polo Sur. En América destaca el operado en el desierto chileno de Atacama por el Observatorio Europeo Austral (ESO) y otros socios internacionales. Y en Europa el del Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) en Sierra Nevada, Granada.

Así, el EHT observó a Sagitario A* varias noches recopilando datos durante numerosas horas seguidas, de forma similar al uso de un tiempo de exposición prolongado en una cámara fotográfica.

Mediante una técnica llamada interferometría de muy larga base (VLBI, donde en lugar de lentes se usan operaciones matemáticas) se han combinado las señales de todos los radiotelescopios y se han procesado sus datos mediante algoritmos y supercomputadores para reconstruir la mejor imagen.

“La tecnología nos permitirá obtener nuevas imágenes e incluso películas de los agujeros negros”, afirmó Thalia Traianou, integrante del equipo e investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA).

Similitud

Respecto de la imagen captada en 2019 del agujero negro en la galaxia M87, los científicos coinciden en que ambos agujeros se ven notablemente similares, a pesar de que el de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño y menos masivo que M87, que se encuentra a 55 millones de años luz. Ese gigante tiene seis mil 500 millones de masas solares y nueve mil millones de kilómetros de diámetro; es decir, entraría en él el Sistema Solar hasta Neptuno.

Sera Markoff, copresidente del Consejo Científico del EHT y profesor de Astrofísica Teórica en la Universidad de Ámsterdam, precisa que “tenemos dos tipos completamente diferentes de galaxias y dos masas de agujeros negros muy diferentes, pero cerca del borde estos agujeros negros se ven increíblemente similares”.

Esto nos dice, agrega, “que la relatividad general gobierna estos objetos de cerca y cualquier diferencia que veamos a mayor distancia se debe a diferencias en el material que rodea los agujeros negros”.

Por su lado, Gonzalo J. Olmo, profesor titular del departamento de Física Teórica de la Universidad de Valencia, indica: “Aunque aquel objeto es mil veces mayor que el observado hoy en la Vía Láctea, su parecido con nuestro ‘pequeño’ agujero negro muestra la universalidad de los principios físicos que describen estos objetos”.