Así se ve un agujero negro

Un grupo de astrónomos anunció que por primera vez pudieron ver lo nunca avistado: un agujero negro, un abismo cósmico de tal profundidad y densidad que ni la luz puede escapar de él.

"Hemos expuesto una parte de nuestro universo que nunca antes había sido vista", dijo el 10 de abril Shep Doeleman, astrónomo del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian y director del esfuerzo colaborativo para captar la imagen, el Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT).

La imagen muestra un aro de luz alrededor de un círculo oscuro que está al centro de la galaxia Messier 87, aproximadamente a 55 millones de años luz de nuestro planeta y que se encuentra en la constelación de Virgo. Ahí hay un agujero negro supermasivo que es 7000 millones de veces más grande que nuestro Sol.

La fotografía surgió después de dos años de análisis computacional de las observaciones hechas por una red de antenas que juntas forman el Telescopio de Horizonte de Eventos o Sucesos. En total, ocho observatorios en seis montañas y en tres continentes asomaron sus antenas hacia Virgo en diez días de abril de 2017.

La red del EHT comparte su nombre con el borde de un agujero negro, el punto desde el cual no hay vuela atrás: más allá del horizonte de eventos, u horizonte de sucesos, ni la luz puede escaparse de la fuerza de gravedad del agujero negro.

Las imágenes les dan a los astrofísicos los primeros vistazos a esa parte interior del agujero negro. Se cree que la energía dentro es tan poderosa que puede dar potencia a cuásares y otros fenómenos en el centro de las galaxias, como los chorros de radiación emitidos en la galaxia M87.

A medida que el gas denso y caluroso da vueltas alrededor del agujero negro, cual agua que se está drenando, las presiones y los campos de magnetismo hacen que la energía brote de cada lado del agujero, por lo cual los agujeros negros supermasivos son, de manera paradóxica, algunos de los objetos más luminosos del universo.

La revelación de la imagen, que fue hecha de manera simultánea en seis sitios del mundo, sucedió casi un siglo después de que las imágenes de estrellas que lucían dobladas hizo famoso a Albert Einstein y confirmó su teoría general de la relatividad. Esta le adscribe a la gravedad la deformación del espacio y del tiempo con la materia y la energía, como si fuera un colchón que se hunde por el peso de quien duerme en él, y postula que por ello los contenidos del universo, incluyendo los rayos de luz, siguen caminos curvados.

Así fue como la teoría general de la relatividad hizo repensar el cosmos como un sitio en el que el espacio y el tiempo puede torcerse, expandirse, romperse y hasta desaparecer por siempre dentro de un agujero negro.

Hoy en día hay un consenso respecto a que el universo está repleto de agujeros negros a la espera de que algo caiga en ellos.

Muchos ya son tumbas con gravedad de estrellas colapsadas. Otros, al centro de casi todas las galaxias, son miles de millones de veces más grandes que el Sol.

Nadie sabe cómo surgieron tales gigantes que contienen la nada ni qué le sucede a lo que cae en un agujero negro o qué fuerzas hay al centro de este; la matemática y física teórica indican que ahí la densidad se aproxima al infinito.

Debido a que el espacio interestelar está repleto de partículas cargadas, como electrones y protones, las ondas de radio que surgen del agujero negro quedan revueltas y eso no permitía ver a detalle la fuente al centro. "Es como intentar ver por medio de un vidrio esmerilado", dijo Doeleman, el director del EHT.

Así que los astrónomos necesitaban acortar las ondas de radio de sus radiotelescopios para avistar entre la neblina y requerían de un radiotelescopio mucho más grande. Mientras mayor sea el diámetro de la antena mayor es su resolución o magnificación.

Así nació el proyecto del EHT, que combinó los datos de radiotelescopios, algunos de los cuales están a grandes distancias el uno del otro, como uno en el Polo Sur, otro en Hawái y uno en España. Con la técnica llamada interferometría de muy larga base, los colegas del Telescopio de Horizonte de Sucesos crearon un telescopio del tamaño del mismo planeta Tierra con la potencia para tener alta resolución de detalles tan pequeños como un fruto que pudiera estar en la superficie lunar.

La red de telescopios fue sumando antenas a lo largo de la última década. A principios de 2015 se usaron siete telescopios para enfocar el centro de la Vía Láctea, donde se cree que hay un agujero negro supermasivo llamado Sagitario A*, y la M87. Sin embargo, en ese entonces el mal clima afectó las observaciones.

Dos años después, en abril de 2017, la red ahora de ocho telescopios sincronizó sus relojes atómicos para buscar el blanco durante diez días.

Luego el equipo tardó dos años en cotejar los resultados de esas observaciones. Los datos eran tan voluminosos que no era posible transmitirlos por internet; tuvieron que ser guardados en discos duros que fueron volados entre el observatorio Haystack en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y el Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Alemania.

El equipo del EHT se dividió en cuatro grupos para ensamblar la imagen a partir de los datos. Para mantener la objetividad, Doeleman dijo que esos cuatro equipos no tuvieron contacto el uno con el otro.

Y el proyecto del telescopio aún sigue creciendo. En abril de 2018 se sumó un telescopio en Groenlandia a la colaboración para otra observación de M87 y la Vía Láctea en la que se captó el doble de datos que los recopilados en 2017.

Esas nuevas observaciones no fueron incluidas en la revelación hecha este miércoles 10 de abril, pero ayudarán a los astrónomos a revisar los resultados de 2017 para que puedan monitorear cambios en los agujeros negros con el paso del tiempo.

"El plan es realizar las observaciones por un tiempo indefinido", dijo Doeleman, "y ver cómo cambian las cosas".

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