Los detalles detrás de la primera imagen del agujero negro ubicado en el centro de la Vía Láctea

Este mediodía, el mundo pudo ver por primera vez una imagen del agujero negro supermasivo ubicado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

La Vía Láctea es una galaxia espiral que contiene al menos 100.000 millones de estrellas. Vista desde arriba o desde abajo se asemeja a un molinete que gira, con nuestro sol situado en uno de los brazos espirales y Sagitario A* situado en el centro.

Los astrónomos creen que casi todas las galaxias, incluyendo la nuestra, tienen agujeros negros gigantescos en su centro, de donde no pueden escapar la materia ni la luz, por lo cual es sumamente difícil captar imágenes de ellos. Los expertos afirmaron que la gravedad curva y retuerce caóticamente la luz cuando ésta se sumerge en ese abismo de gas y polvo supercalentados que forma el agujero negro. La imagen coloreada artificialmente fue distribuida hoy por el consorcio internacional que mantiene el Telescopio Event Horizon (EHT), una colaboración de 8 radiotelescopios sincronizados en diversas partes del mundo. En intentos anteriores, el agujero negro de nuestra galaxia resultó demasiado acelerado para obtener una buena imagen.

Feryal Ozel, de la Universidad de Arizona, anunció la nueva imagen de lo que llamó “el gigante amable en el centro de nuestra galaxia”. El agujero negro de la Vía Láctea se llama Sagitario A (asterisco) y se encuentra cerca del borde de las constelaciones de Sagitario y Escorpión. Su masa es 4 millones de veces la del Sol. Ésta no es la primera imagen de un agujero negro. El mismo grupo distribuyó la primera en 2019, de una galaxia a 53 millones de años luz. El agujero negro de la Vía Láctea es mucho más cercano: se encuentra a 27.000 años luz. Un año luz equivale a 9,5 billones de kilómetros.

El proyecto costó casi 60 millones de dólares, con un aporte de 28 millones de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Cómo funciona el telescopio EHT

El proyecto de colaboración internacional EHT (Event Horizon Telescope) es un sistema que creó un telescopio virtual del tamaño de la Tierra y que permitió detectar en 2019 el primer agujero negro supermasivo, en la galaxia M87, y ahora el que está en el centro de la Via Láctea, Sagittarius A*.

Lanzada en 2015, esta colaboración internacional de 80 institutos de astronomía se había fijado un enorme desafío puesto que observar un agujero negro es, por definición, imposible, ya que ninguna luz puede escapar de él. El EHT sorteó el obstáculo al detectar la nube de plasma muy caliente que gira alrededor del agujero negro antes de superar el Horizonte de Eventos, el sitio a partir del cual nada puede volver a salir, ni siquiera la luz, a causa de la fuerte gravedad. “Se ve la silueta del agujero negro sobre un fondo brillante de gas y polvo”, explica Frédéric Geth, un científico francés del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) y director del Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM). Fundado por el CNRS y el Instituto Max Planck de Alemania en 2015, el IRAM es un actor clave del EHT, que obtuvo la imagen del M87* en 2019, y ahora la de Sagittarius A* (Sgr A*).

Pero, para lograr estas hazañas, los astrónomos tuvieron que superar varios obstáculos. La nube de materia que rodea los agujeros negros solo es visible en un rango específico de ondas de radio milimétricas, y para ser captadas hace falta un radiotelescopio, una antena con forma de platillo similar a la que se utiliza para la televisión por satélite solo que mucho mas más grande, ya que la agudeza del instrumento depende estrechamente del tamaño, debido a las gigantescas instancias y otros obstáculos.

M87* está a 55 millones de años luz de la Tierra, mienras Sgr A*, está a 27.000 años luz. Pero este último es mucho más pequeño y, observado desde la Tierra está oculto detrás de gigantescas nubes de gas y polvo interestelar. Ningún radiotelescopio existente habría tenido una resolución suficiente como para distinguir sus siluetas. Los científicos recurrieron entonces al principio de la interferometría, en el que una red de antenas ubicadas en diferentes partes del planeta observan un mismo sector del firmamento en el mismo instante. Supercomputadoras combinan los datos obtenidos por los diferentes radiotelescopios lo que permite obtener una imagen como si fuese lograda por una unica antena del tamaño de La Tierra.

El experimento EHT llevó el ejercicio aún más lejos utilizando la interferometría pero con una base aún más grande (VLBI), es decir formando una red de ocho observatorios radioastronómicos que se extienden desde Hawái, en el Pacífico, hasta España -donde se encuentra una antena de IRAM- pasando por Estados Unidos; y desde Groenlandia hasta el Polo Sur, pasando por México y Chile. Es un reto, porque tiene que hacer buen tiempo en el mismo momento en todos los lugares de la red y, para lograr esta sincronización al microsegundo, cada sitio está dotado de un reloj atómico.

“Cuando hacemos esto a escala mundial, nos encontramos con una antena inmensa que tiene un diámetro de casi 10.000 km”, precisa Frédéric Geth. Los datos combinados y sincronizados de los 8 observatorios, permitió construir la imagen que hoy observamos y da la vuelta al mundo. La teoría general de la relatividad de Einstein hasta ahora no ha podido explicar lo que sucede en un agujero negro en la escala más infinitamente pequeña. El agujero negro es “el entorno más extremo, caótico y turbulento” que existe, dijo el astrofísico alemán Heino Falcke. Pero gracias a la EHT, ahora se pueden probar aspectos de esta teoría fundamental.

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