Un círculo oscuro en medio de un disco resplandeciente: la primera imagen de un agujero negro fue presentada el miércoles al mundo, al término de una aventura tecnológica inédita.
El primer 'monstruo' cósmico en haberse dejado captar fue detectado en el centro de la galaxia M87, a unos 50 millones de años luz de la Tierra.
"Una distancia difícil de imaginar", admite Frédéric Gueth, astrónomo y director adjunto del Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) en Europa, participante en la investigación.
La imagen fue realizada gracias a una colaboración internacional llamada Telescopio del Horizonte de Sucesos (o Event Horizon Telescope, EHT, en inglés), que reagrupa a casi una decena de radiotelescopios en el mundo, desde Europa hasta el Polo Sur, pasando por Chile y Hawái.
Combinando estos observatorios, como si fueran pequeños fragmentos de uno gigante mediante una técnica llamada interferometría, los astrónomos pudieron disponer de un observatorio virtual del tamaño de la Tierra, con el que se "podría leer desde Nueva York un periódico abierto en París", según Gueth.
La imagen, ansiada durante muchos años y hasta ahora únicamente simulada en ordenador, es objeto de seis artículos publicados el miércoles en la revista científica Astrophysical Journal Letters, firmados por más de 200 autores de más de 60 organismos científicos. Fue presentada en seis ruedas de prensa simultáneas en el mundo en lugares como Bruselas y Santiago de Chile.
La Tierra en un dedal
Y es que si bien se habla de los agujeros negros desde el siglo XVIII, ningún telescopio había logrado observar en directo uno de estos misteriosos objetos del cosmos y aún menos su retrato.
"Nunca habría pensado poder ver uno verdadero en mi vida", dijo a la AFP el astrofísico francés Jean-Pierre Luminet, autor de la primera simulación digital de un agujero negro en 1979.
Un agujero negro es un objeto celeste que posee una masa extremadamente importante en un volumen muy pequeño. Como si la Tierra estuviera contenida en un dedal. Son tan masivos que ni la materia ni la luz pueden escapar, por lo cual no se pueden ver, son invisibles.
La primera observación del grupo de radiotelescopios se realizó el 5 de abril de 2017. Los ocho observatorios del EHT, entre estos el de IRAM (en España), y el potente radiotelescopio ALMA de Chile, detectaron dos agujeros negros: Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea y su congénere de la galaxia M87.
Solo el segundo, aunque mucho más alejado, ofreció una buena imagen.
"Para que todo saliera bien, toda la Tierra tenía que estar despejada", explica Pablo Torne, del IRAM, que recuerda la mezcla de cansancio, tensión y felicidad que sintió ese día.
“Estadísticamente, las posibilidades eran ínfimas y sin embargo, ¡lo logramos!”, dijo este investigador que trabajó desde la sala de control del radiotelescopio de 30 metros de diámetro en Pico Veleta, en la Sierra Nevada de España.
Siguieron otras tres observaciones, el 6, 10 y 11 de abril.
Espera ‘desesperada’
Pero los astrónomos debieron esperar más de seis meses antes de saber algo más. Con este tipo de instrumentos, las observaciones se realizan a ciegas y los astrónomos no tienen forma de saber si funcionó.
Para ello, hay que esperar captar entre todo el “ruido” (las señales electromagnéticas) del Universo una señal común a todos los telescopios. En datos analizables, la información recogida equivalió a 4 petaoctetos (4.000 billones de octetos, o sea un 4 seguido de 15 ceros).
"Esperábamos desesperadamente los datos del Telescopio Polo Sur, que a causa de las condiciones extremas del invierno austral no pudieron recuperarse hasta 6 meses después de las observaciones", recuerda Helger Rottmann, del Instituto Max Planck de Radio Astronomía de Bonn. Los datos llegaron al fin el 23 de diciembre.
"Cuando horas después pudimos establecer que todo funcionaba, fue un gran regalo de Navidad", agrega.
Siguió más de un año de trabajo para convertir los datos en imagen. "Para mayor seguridad, el trabajo fue realizado cuatro veces, por otros tantos equipos diferentes", según Gueth.
Todos obtienen la misma imagen: un círculo extremadamente oscuro rodeado de un halo rojo.
Preguntas y respuestas
La primera imagen de un agujero negro revelada este miércoles constituye “la prueba más directa” jamás obtenida de la “existencia” de estos cuerpos celestes, explica el astrónomo Frédéric Gueth, director adjunto del Instituto de Radioastronomía Milimétrica de Europa, que participó en el proyecto. A continuación una breve entrevista.
– ¿Cómo fue posible esta hazaña?
– Durante las observaciones del Telescopio del Horizonte de Sucesos (o Event Horizon Telescope, EHT, en inglés), todos los telescopios milimétricos del planeta se unieron para realizar la misma observación, rigurosamente al mismo tiempo.
"Combinando todos los telescopios, una técnica denominada interferometría, se obtiene una antena virtual con un tamaño equivalente al de la Tierra.
“La unidad milimétrica resulta ser la mejor longitud de onda para el estudio de los agujeros negros puesto que atraviesa la nube de polvo que los rodea. Lo que no es el caso, por ejemplo, del infrarrojo”.
– ¿Qué se ve en la imagen revelada el miércoles?
– Por definición, un agujero negro no puede verse. Y nunca se podrá ver.
"Pero sabemos que el disco de acreción –la materia que rodea el agujero negro y que comprende gas extremadamente caliente y restos de estrellas descompuestas por el entorno gravitacional– es relativamente brillante.
"Esta materia puede ser detectada antes de ser engullida por el agujero negro. La idea era pues observar el agujero negro por contraste.
"Lo que vemos en la imagen es la sombra del punto de ‘no retorno’ (bautizada horizonte de los sucesos) de un agujero negro sobre el disco de acreción brillante.
"Estas observaciones permitieron determinar que el agujero negro supermasivo de la galaxia M87 tenía una masa 6.500 millones de veces superior a la del Sol, un radio de 22 microsegundos de arco y que giraba en el sentido de las agujas del reloj.
“Desde la Tierra, lo vemos a 60º”.
– ¿Qué viene después?
– Como todo funcionó muy bien en 2017, ¡desde luego que volveremos a empezar!
"El Telescopio del Horizonte de Sucesos seguirá evolucionando en los próximos años, sobre todo con la integración de nuevos telescopios al proyecto: Noema, la segunda estación más sensible, implantada en los Alpes franceses, y el Greenland, en Groenlandia.
“Esta imagen confirma claramente los modelos de agujeros negros en rotación. Observamos exactamente lo que habíamos previsto. Esto nos satisface.
“La clave ahora será definir la densidad exacta de la materia que hay en torno al agujero negro, comprender mejor el campo magnético cuyo papel es fundamental y la manera en que gira la materia en el disco”.