Hace tres años, la comunidad científica del Event Horizon Telescope (EHT) sorprendió al mundo con la primera fotografía de un agujero negro capturada en la galaxia vecina M87. Ahora, el mismo equipo ha demostrado por primera vez evidencia visual directa de con la primera imagen del agujero negro de nuestra galaxia, utilizando observaciones de una red global de radiotelescopios.
En este artículo vamos a contarte cómo se ha conseguido una imagen del agujero negro de nuestra galaxia y qué repercusiones tiene.
Captar una imagen del agujero negro de nuestra galaxia
Este es Sagitario A*, una fuente de radiación altamente variable que cambia constantemente. Los científicos han estado usando algoritmos durante años para reconstruir su evolución en el tiempo como si fuera una «película», pero ahora lo han logrado y renderizado sus imágenes fijas.
Además de un conjunto de artículos publicados en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters, el equipo de colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) dio a conocer el hito hoy en una serie de conferencias de prensa internacionales simultáneas en todo el mundo.
«Esta es la primera imagen de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, que es 4 millones de veces más masivo que el Sol. Brindamos la primera evidencia visual directa de su existencia», dijo Sara Issaoun, Astrofísica de Harvard Un investigador del Centro, hablando en la sede del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Munich (Alemania).
Los resultados proporcionaron pruebas abrumadoras de que el objeto era un agujero negro y proporcionaron pistas valiosas sobre el funcionamiento de estas estrellas gigantes, que se cree que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias.
Según más de 300 científicos de los 80 centros involucrados en el descubrimiento, el gigantesco agujero «pesa» unos 4 millones de masas solares, en una región no mayor que nuestro sistema solar, a 27.000 años luz de nuestro planeta. Desde nuestra perspectiva, es del tamaño de una rosquilla en la luna en el cielo.
Primera evidencia visual
La imagen es una mirada largamente esperada al objeto masivo en el centro de nuestra galaxia. Los científicos han visto estrellas orbitando algunos objetos invisibles, compactos y muy grandes en el centro de la Vía Láctea. Esto sugiere fuertemente que el cuerpo celeste Sadge A* es un agujero negro.
Aunque no podemos ver el agujero negro en sí porque está completamente oscuro, el gas brillante que lo rodea revela una característica distintiva: una región central oscura (llamada sombra) rodeada por una estructura de anillo brillante. La nueva vista captura la luz doblada por la poderosa gravedad del agujero negro.
«Nos sorprendió que el tamaño del anillo coincidiera tan bien con las predicciones de la teoría general de la relatividad de Einstein», dijo Geoffrey Bower, científico jefe del proyecto EHT en el Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica, Taipei. «Estas observaciones sin precedentes mejoran en gran medida nuestra comprensión de lo que sucede en el centro de nuestra galaxia y brindan nuevos conocimientos sobre cómo los agujeros negros gigantes interactúan con su entorno«.
Observar un objeto tan distante requeriría un telescopio del tamaño de la Tierra, aunque de forma virtual o equivalente, y eso es lo que puede lograr el EHT. Consta de ocho radiotelescopios ubicados en Chile, Estados Unidos, México, España y el Polo Sur. En EE. UU., operado por el Observatorio Europeo Austral (ESO) y otros socios internacionales en el desierto de Atacama en Chile, en Europa destaca el Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) en Sierra Nevada (Granada).
El EHT observó a Sagitario A* durante varias noches consecutivas, recopilando datos durante horas, de forma similar al uso de largas exposiciones en una cámara fija. Entre los radiotelescopios que componen el EHT, la antena IRAM de 30 metros de largo jugó un papel crucial en las observaciones, permitiendo obtener las primeras imágenes.
A través de una técnica llamada interferometría de referencia muy larga (VLBI, que utiliza operaciones matemáticas en lugar de lentes), las señales de todos los radiotelescopios se han combinado y sus datos han sido procesados por algoritmos y superordenadores para reconstruir la mejor imagen posible.
Thalia Traianou, investigadora del Instituto Andaluz de Astrofísica (IAA-CSIC), añade: “La tecnología nos permitirá obtener nuevas imágenes de los agujeros negros e incluso películas”.
Dos agujeros negros similares
Con respecto a la imagen del agujero negro de la galaxia M87 tomada en 2019, los científicos coinciden en que los dos agujeros negros se ven muy similares, a pesar de que el agujero negro de nuestra galaxia es más de 1000 veces más pequeño y menos masivo que M87*, que tiene 55 millones de años luz. La estrella gigante tiene una masa de 6.500 millones de soles y un diámetro de 9.000 millones de kilómetros, lo que significa que el sistema solar hasta Neptuno entrará en ella.
«Tenemos dos tipos completamente diferentes de galaxias y dos masas de agujeros negros muy diferentes, pero cerca de los bordes de estos agujeros negros, se ven sorprendentemente similares», dijo Sera Markoff, copresidente del Comité Científico del EHT y profesor de astrofísica teórica de la Universidad de Ámsterdam. Esto nos dice que la relatividad general gobierna estos objetos de cerca, y que cualquier diferencia que veamos a mayor distancia se debe a diferencias en la materia que rodea al agujero negro. »
Así lo explica a SMC España Roberto Emparan, físico teórico y profesor ICREA del Instituto de Cosmología de la Universidad de Barcelona: «Por el momento, podemos decir que la similitud entre la imagen del M87* de 2019 y la imagen actual proviene de una SgrA* que muestra que, independientemente del tamaño del agujero negro, el entorno más cercano al agujero negro es muy similar. Las observaciones futuras nos dirán más sobre las propiedades de la materia que rodea el agujero negro, y podremos decir si el objeto es realmente lo que predijo la teoría de Einstein, o un ‘impostor’ o ‘imitador’ más exótico».
Coinciden Gonzalo J. Olmo, profesor del Departamento de Física Teórica y IFIC del Centro Híbrido de la Universitat de València y el CSIC, y Diego Rubiera-García, investigador Talento del Departamento de Física Teórica de la Universidad Complutense de Madrid. “Aunque este objeto es mil veces más grande que los objetos observados hoy en la Vía Láctea, su similitud con nuestro ‘pequeño’ agujero negro muestra la generalidad de la física que describe estos objetos”, subrayan a SMC España.
Sin embargo, los resultados de hoy son mucho más difíciles que M87*, aunque Sagitario A* está más cerca. El equipo tuvo que desarrollar nuevas y sofisticadas herramientas para explicar el movimiento del gas alrededor de Sgr A*. Mientras que el M87* es un objetivo más simple y estable, casi todas las imágenes tienen el mismo aspecto, el Sgr A* no lo es.
«El gas cerca del agujero negro se mueve a la misma velocidad, casi tan rápido como la luz, cerca de Sagitario A* y M87*», explicó el científico del EHT Chi-kwan Chan del Observatorio Steward y del Departamento de Astronomía y Datos de la Universidad de Arizona, mientras que el gas tarda de días a semanas en orbitar el M87* más grande, el Sagitario A*, mucho más pequeño, completa una órbita en minutos».
«Esto significa que el brillo y el patrón del gas alrededor de Sagitario A* está cambiando rápidamente a medida que el EHT coopera para observarlo: es un poco como tratar de tomar una imagen clara de un cachorro persiguiendo su cola rápidamente«, continuó.
La imagen del agujero negro Sgr A* es un promedio de las diferentes imágenes que extrajo el equipo, y finalmente reveló la estrella gigante en el centro de la Vía Láctea por primera vez.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre las imágenes captadas del agujero negro de nuestra galaxia.