Científicos proponen instalar radiotelescopios en la Luna para observar agujeros negros

La instalación de radiotelescopios lunares podría inaugurar una nueva etapa en la observación de las sombras de agujeros negros supermasivos. Así lo planteo un análisis publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Sumar antenas en la superficie lunar permitiría captar hasta 31 agujeros negros, una cifra que multiplica por más de diez la capacidad actual, limitada a los observables desde la Tierra. Hasta la fecha, solo se ha logrado obtener imágenes directas de las sombras de dos agujeros negros: M87 y Sagitario A (Sgr A), gracias a la red del Telescopio de Horizonte de Sucesos (EHT).

Las limitaciones tecnológicas actuales se deben principalmente al tamaño que puede alcanzar un arreglo de telescopios en la Tierra y a las características propias de las ondas de radio. Según Universe Today, para igualar en radiotelescopía la resolución de un telescopio óptico grande “sería necesario un plato de casi 10 kilómetros de diámetro”.

Por este motivo, la comunidad científica emplea la técnica de interferometría de muy larga base (VLBI), que permite crear una red global que simula un telescopio del tamaño terrestre. Sin embargo, esto fija un límite: el diámetro del planeta marca el tope para mejorar la definición de las imágenes. Con el EHT, la resolución se sitúa en torno a los 20 microsegundos de arco, con la posibilidad de precisarla hasta los 10 microsegundos en futuras versiones.

La Luna como recurso tecnológico decisivo

La Luna aparece como un recurso tecnológico decisivo. Integrar radiotelescopios lunares con la red global habilitaría el uso de la distancia Tierra-Luna —unos 384.400 kilómetros— como la nueva base del arreglo, llevando la resolución hasta el rango sub-microsegundo. Los especialistas del Observatorio Astronómico de Shanghái y colaboradores internacionales consideran que este avance permitiría “detectar la sombra de agujeros negros que hasta ahora se pensaban inalcanzables”, de acuerdo con el preprint en arXiv citado por MNRAS.

El estudio científico evaluó cinco posibles ubicaciones para estos radiotelescopios lunares: dos en la cara oculta, dos en la cara visible y una en el polo sur de la Luna. Instalar los equipos en el lado oculto protegería las observaciones del ruido de radio proveniente de la Tierra. El polo sur lunar figura como alternativa a largo plazo, en sintonía con los planes para la Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS).

Según simulaciones detalladas por los autores, situar un radiotelescopio en la antípoda lunar (180° longitud este, 0° latitud) ofrecería “ventanas de observación accesibles para todos los candidatos seleccionados”.

La propuesta requiere antenas de grandes dimensiones, desde cinco hasta 100 metros de diámetro dependiendo de la sensibilidad necesaria para cada objeto. El análisis publicado en MNRAS confirmó que solo seis agujeros negros principales —M104, NGC 524, PGC 049940, NGC 5077, NGC 5252 y NGC 1052— podrían observarse de forma directa con antenas de 100 metros. Para el caso más favorable (M104), una antena lunar de cinco metros sería suficiente para captar la sombra.

Para seleccionar los objetos, el equipo partió de una lista de 31 agujeros negros supermasivos cuyo diámetro angular supera la resolución que alcanzaría la interferometría entre la Luna y la Tierra. Entre ellos, destaca M104, en el centro de la galaxia Sombrero, por su gran tamaño de sombra predicho y su relevante flujo en 230 GHz. Otros, como NGC 524 o PGC 049940, exigirían una mayor sensibilidad y, por tanto, antenas lunares de gran tamaño.

Las simulaciones incorporaron limitaciones de operación reales: ángulos mínimos de elevación para evitar bloqueos por la topografía lunar, duración de las ventanas de observación según la ubicación del telescopio y posibles interferencias solares o terrestres. El artículo señala que “la coplanaridad con la órbita lunar facilita el muestreo lineal a lo largo de la dirección Luna-Tierra, condición idónea para registrar la firma de las sombras en los perfiles de amplitud de visibilidad”.

No obstante, los retos de ingeniería son significativos. Será necesario coordinar las observaciones con la red terrestre, instalar y abastecer de energía equipos de gran tamaño en la superficie lunar, maximizar la eficiencia y superar la sensibilidad limitada de las antenas. Los expertos estiman que el desarrollo de estos observatorios lunares requerirá varias décadas y su despliegue dependerá de la sincronización con programas internacionales como la misión china LOVEX y la futura ILRS.

En el plano científico, las posibilidades resultan notables. Una muestra más amplia y diversa de sombras permitiría poner a prueba la relatividad general de Einstein en un espectro de condiciones astrofísicas mucho mayor. El artículo destaca que la obtención de imágenes en el rango sub-microsegundo “ampliará de forma profunda los ensayos sobre la relatividad general en campos gravitatorios intensos”, aportando datos inéditos para estudiar los anillos de fotones y la estructura exacta del espacio-tiempo alrededor de los agujeros negros.

De este modo, el impulso por instalar radiotelescopios en la Luna permitiría acceder a algunos de los objetos más tenues del universo y revelar el entorno luminoso de los agujeros negros con un detalle sin precedentes.