Primera imagen real de un agujero negro

¿Cómo se tomó la primera imagen real de un agujero negro?

El pasado 10 de abril de 2019 se hizo pública la primera imagen real de un agujero negro, día que pasará a la historia como la primera vez que la humanidad contempló un agujero negro. Se trata del agujero negro supermasivo de tipo Kerr (es decir, que rota) situado en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), a 55 millones de años luz, y no es cualquier agujero negro, pues es, ni más ni menos, el más masivo que se conoce (unos 6500 millones de masas solares). En New Physics ya explicamos qué es un agujero negro y, hasta ahora, solo los conocíamos y sabíamos que estaban ahí de forma indirecta. No fue hace tanto cuando logramos comprobar de forma más contundente su existencia, en 2017, los físicos Rainer Weiss, Barry C.Barish y Kip S.Thorne recibían el premio nobel por la detección de la ondas gravitacionales procedentes de la colisión de dos agujeros negros en el experimento LIGO. Y es que los agujeros negros son uno de los fenómenos más desconocidos en nuestro universo, no hace falta decir que en su interior se esconde el problema fundamental de la física moderna.

Ahora, esta imagen, que enloqueció hace unos días a la comunidad científica, constituye un hito para el mundo científico y un paso más en nuestro estudio y descubrimiento de los agujeros negros. De esta manera, años de coordinación y esfuerzo nos han regalado una de las imágenes más espectaculares e importantes de nuestro universo. Sin duda, se trata de un hecho histórico para la astronomía, el cual, desentrañaremos a continuación.

¿Es realmente una fotografía de un agujero negro?

Esta, seguramente, sea la primera pregunta que debemos hacernos y es que la imagen que vimos el 10 de abril no es exactamente una fotografía del agujero negro. La imagen consiste, más precisamente, en la sombra proyectada por el agujero negro sobre el fondo de luz producido por el gas a altas temperaturas que gira alrededor de él. Se trata de un concepto que suena un tanto extraño pero que está íntimamente relacionado con la relatividad general de Einstein. Uno podría pensar que el círculo negro que se observa corresponde con el horizonte de sucesos del agujero negro y el anillo brillante y de color rojizo que le rodea con el disco de acreción. No obstante, el radio del círculo negro que vemos es realmente bastante más grande que el del horizonte de sucesos (2,6 veces concretamente). Esto se debe a la distorsión en el  espacio-tiempo que produce el agujero negro que hace que la luz se curve generando este efecto. Es por ello que decimos que lo que realmente estamos viendo es la “sombra del agujero negro”.

Primera imagen real de un agujero negro
Primera imagen real de un agujero negro

Por otro lado, no se trata de una imagen de luz visible, en este sentido, tampoco se trata de una fotografía estándar. La primera imagen real de un agujero negro ha sido obtenida usando la técnica de interferometría de muy larga base (VLBI) en longitudes de onda de radio. Pero esto no debe sorprendernos especialmente, pues estamos acostumbrados, muchas veces sin darnos cuenta, a ver imágenes de otros cuerpos astronómicos tomadas en otras regiones del espectro que no es la luz visible.

Entonces, podemos concluir que sí se trata de una fotografía, pero no como a las que estamos acostumbrados normalmente.

¿Cómo se logró la hazaña?

Como comentaba, para tomar esta imagen se ha utilizado la técnica de interferometría de muy larga base (VLBI). Esta técnica consiste en combinar los principales radiotelescopios del mundo de tal forma que se consigue crear una única antena del tamaño equivalente al de la Tierra. Esta red de telescopios  bautizada EHT (Event Horizon Telescope) unifica los datos provenientes de antenas en EEUU, México, Chile, España y la Antártida. De esta forma, cuantos más observatorios se incorporan, y más distanciados estén, mayor resolución se puede obtener, en nuestro caso, se logró una resolución de 20 millonésimas de segundo de arco, una pasada.

EHT
Red de radiotelescopios EHT.

De esta forma, con esta red formada por ocho radiotelescopios se realizaron observaciones los días 5, 6, 10 y 11 de abril de 2017 y la enorme cantidad de datos (5 petabytes) obtenidos han sido procesados en el Instituto Max Planck Institute de Radioastronomía de Alemania y en el observatorio Haystack del MIT de EEUU. Es así como se obtuvo la imagen que estos días hemos estado viendo por todas partes.

¿Por qué es importante?

Los agujeros negros constituyen, sin lugar a dudas, uno de los mayores misterios astrofísicos, y aunque han sido teorizados, nunca antes habíamos estado tan cerca de ellos. Y es aquí donde radica su importancia fundamental pues hemos podido comprobar que la imagen obtenida es consistente con los modelos elaborados con relatividad general. Es decir, se trata de una prueba más que supera la teoría de la relatividad general de Einstein, un paso más que la sitúa como una de las teorías más exitosas de la física.

Primera imagen de un agujero negro y los modelos realizados con relatividad general.
Primera imagen de un agujero negro y los modelos realizados con relatividad general.
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