Científicos del Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés) revelaron hoy, 12 de mayo de 2022, la primera imagen del agujero negro, un espacio del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar, en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
En varias ruedas de prensa simultáneas celebradas en distintos países, los investigadores dieron a conocer la histórica fotografía de este agujero negro supermasivo, llamado Sagitario A*; en ella se observa un anillo no perfectamente esférico amarillo y naranja, con tres puntos más brillantes.
“Es fascinante, realmente nuevo y extraordinario”, ha resumido el director general del Observatorio Europeo Austral (ESO), el español Xavier Barcons, en la rueda de prensa organizada por este organismo en su sede de Garching, cerca de Múnich (Alemania).
Este resultado constituye “una evidencia abrumadora” de que el objeto es realmente un agujero negro y aporta valiosas pistas sobre el funcionamiento de estos gigantes que, se cree, residen en el centro de la mayoría de las galaxias.
La imagen ha sido obtenida por un equipo de investigación global, la Colaboración del Telescopio Horizonte de Sucesos, utilizando observaciones con una red mundial de ocho radiotelescopios, que funciona como un telescopio virtual del tamaño de la Tierra.
Los resultados del equipo EHT se publican hoy en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters.
La esperada imagen muestra “al fin el aspecto real del enorme objeto que se encuentra en el centro de nuestra galaxia“, señala el ESO.
Anteriormente, la comunidad científica ya había observado estrellas orbitando alrededor de algo invisible, compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea.
Estas órbitas permitían postular que este objeto -conocido como Sagitario A*- era un agujero negro, y la imagen de hoy proporciona la primera evidencia visual directa de ello, aseguran los científicos.
Aunque no podemos ver el agujero negro en sí, porque está completamente oscuro, el gas brillante que lo rodea tiene una firma reveladora: una región central oscura (llamada “sombra”) rodeada por una estructura brillante en forma de anillo.
La nueva imagen capta la luz curvada por la fuerza gravitatoria del agujero negro, cuya masa es cuatro millones de veces la de nuestro Sol.
“Lo sorprendente es lo bien que coincide el tamaño del anillo con las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein”, ha declarado el científico del proyecto EHT Geoffrey Bower, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taipéi.
“Estudios previos, galardonados con el Premio Nobel de Física en 2020, habían demostrado que en el centro de nuestra galaxia reside un objeto extremadamente compacto con una masa cuatro millones de veces mayor que nuestro Sol”, según José Luis Gómez, miembro del Consejo Científico del EHT y líder del grupo del EHT en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).
“Ahora, gracias al EHT, hemos podido obtener la primera confirmación visual de que este objeto es, casi con toda seguridad, un agujero negro con propiedades que concuerdan perfectamente con la Teoría de la Relatividad General de Einstein”, afirma.
La histórica imagen se suma a la que se publicó hace poco más de tres años por parte del mismo equipo internacional de científicos de un agujero negro supermasivo -con un tamaño ocho veces superior al del Sistema Solar-, pero en aquel caso el objeto se encontraba fuera de la Vía Láctea, en el centro de otra galaxia (la Messier 87).
Un agujero negro es un lugar del espacio de donde nada puede escapar, ni siquiera la luz. La fuerza de su gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de su atracción y si la luz, que es lo que más rápido viaja en nuestro universo no puede salir, entonces nada podrá hacerlo.
Albert Einstein formuló la teoría que los predice, aunque él nunca llegó a entenderlos ni aceptarlos, Karl Schwarzschild fue el primero en hallar una solución de las ecuaciones de Einstein (si bien él murió antes de que esto se entendiese), y Stephen Hawking describió, entre otros, sus propiedades.
Logran, con participación de la UNAM, la primera imagen real del centro de nuestra galaxia
México colaboró con el trabajo del Gran Telescopio Milimétrico (GTM) Alfonso Serrano, uno de los equipos más grandes de la red, que se ubica en el volcán Sierra Negra, en Puebla, y en el cual colaboran investigadores de talla mundial de la UNAM y el INAOE.
A través de un comunicado se dio a conocer que, de parte de la UNAM participó, además de Raymond Loinard, Gisela Ortiz León, investigadora del IRyA.
“El hallazgo del EHT es una imagen del centro de nuestra galaxia. Hace tres años publicamos una imagen del centro de la galaxia de M87, que está a 50 millones de años luz. Este resultado nuevo ya es del centro de nuestra propia galaxia, a 25 mil años luz, mucho más cercano”, señaló Loinard.
Sagitario A*, un agujero negro de cuatro millones de masas solares (equivalentes a cuatro millones de veces la masa del Sol), tiene una masa mucho más pequeña que el fotografiado en 2019 y varía en su parte exterior. “Cambia -explica el investigador- la estructura que hay alrededor del agujero negro de una forma muy dinámica, y eso complica mucho hacer el análisis de los datos, por eso nos tardamos tres años más en analizarlo”.
Explicó que, en una sola noche de observación, la estructura de la imagen del agujero negro cambia de manera notable, y es lo que se ve en las imágenes y en los videos logrados por el EHT, en las que se observa un anillo, con la parte central más oscura como huella del agujero negro. “En esa nueva imagen, las partes brillantes del anillo varían, porque es un fenómeno muy dinámico”, detalló.
La presentación de la imagen se hizo de forma simultánea a nivel mundial en conferencia de medios en la que participaron María Elena Álvarez-Buylla Roces, directora general del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT); Edmundo Gutiérrez Domínguez, director general del INAOE; Luis Alberto Zapata González, director del IRyA de la UNAM; David Hughes, director del GTM e investigador del INAOE; Laurent Raymond Loinard y Gisela Ortiz León, investigadores del IRyA de la UNAM; y Alejandro Cruz Osorio, investigador de la Universidad de Frankfurt.
Laurent Loinard detalló que el hecho de que este agujero negro en el centro de nuestra galaxia sea mil veces menos masivo que el de M87, hace que fenómenos dinámicos que ocurren en meses o años en el caso de M87 sucedan en nuestra galaxia en horas o en días. Ahora, en una sola noche vemos como la imagen va cambiando de manera notable.
Esta nueva imagen les ofrece a los científicos datos nuevos, por ejemplo, las imágenes similares de dos agujeros negros (salvo por la variabilidad de brillo en el anillo) soportan la Teoría de la Relatividad de Einstein, que indica que las características observacionales de estos objetos no cambian, excepto por su tamaño, conforme va modificándose su masa, y se ven iguales, aunque tengan masas muy diferentes.
Otro punto importante es que gracias a estudios previos que merecieron el Premio Nobel de Física, hoy los científicos conocen la masa del agujero negro en el centro de nuestra galaxia (que es de cuatro millones de masas solares) y a qué distancia se encuentra de nosotros. “A partir de la Relatividad General podemos predecir exactamente cuál es el diámetro que esperamos para este anillo, sin ambigüedades. La imagen del EHT confirma perfectamente que esa predicción teórica se cumple”, comentó.
“Con esto podemos descartar diversas alternativas a la Relatividad General, la teoría que tenemos para describir la gravitación o cómo es que los objetos masivos se comportan. “Esta nueva imagen deja poco espacio para estas otras teorías, descarta muchas de ellas, porque el tamaño del anillo que se midió es exactamente lo que esperábamos”, comentó el astrónomo universitario.
La técnica que utiliza el EHT se llama interferometría de muy larga base (VLBI) y consiste en la observación de un objeto celeste simultáneamente con un conjunto de radiotelescopios, que pueden estar situados en lugares muy distantes entre sí. La radiación de ese objeto es recibida en instantes ligeramente diferentes en cada telescopio, según su posición sobre la Tierra.
La creación de un patrón de interferencia permite a esta red de telescopios comportarse como un único instrumento que tiene como tamaño equivalente (y por ello, poder de resolución) las distancias entre los radiotelescopios participantes en la observación.
Haciendo una analogía, Loinard afirmó que el nivel de nitidez que se tiene con esta técnica sería suficiente para ver una manzana en la superficie de la Luna. Ese nivel de nitidez también corresponde al tamaño de un átomo en el dedo de una persona visto desde sus ojos.
Loinard destacó que la participación en este proyecto demuestra que la UNAM participa en proyectos de envergadura mundial. “Y éste no es el único”, finalizó.
