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“Damas y caballeros, ¡aquí está la primera foto de un agujero negro!”
La resolución del EHT es tal que permitiría observar a detalle una naranja en la superficie de la Luna.
“Damas y caballeros, ¡aquí está la primera foto de un agujero negro!”, así lo dio a conocer el doctor David Hughes, en México, ya que al ser fruto de la ciencia colaborativa a través del Event Horizont Telescope (EHT), el anuncio se dio simultáneamente en diversos países.
Esta investigación fue presentada en una serie de seis artículos publicados hoy en un número especial de The Astrophysical Journal Letters. Son en total 250 páginas que requirieron la participación de más de 200 investigadores de África, Asia, Europa y América, 13 instituciones, y conectar una red mundial de ocho telescopios, ya existentes, ubicados en una serie de sitios cuya altitud es verdaderamente desafiante, que incluyen volcanes en Hawai y México, montañas en Arizona y en la Sierra Nevada en España, el desierto de Atacama en Chile y la Antártida.
Einstein tenía razón
El doctor Hughes, el director e investigador principal del Gran Telescopio Milimétrico (GTM), que fue utilizado para este hallazgo, explicó que hace 104 años Albert Einstein publicó la teoría de la relatividad general y habló de los agujeros negros. Sus ecuaciones proporcionaron una nueva forma geométrica para explicar los efectos de la gravedad. Él nos enseñó el concepto de espacio-tiempo, que es distorsionado por la presencia de objetos masivos, y nos permite calcular cómo se mueven los objetos y la luz dentro del universo.
Poco después, en 1916, el matemático alemán Karl Schwarzschild, encontró una solución a las ecuaciones de Einstein, que predijo la existencia de una singularidad, un punto infinitamente pequeño en el espacio que contiene suficiente masa para deformar la estructura del espacio-tiempo de manera tan fuerte que crea un volumen de espacio delimitado por un horizonte de eventos. Éste define una región dentro de la cual nada puede escapar, incluso los objetos que viajan a la velocidad de la luz, y ni siquiera la misma luz puede escapar a la fuerza de este campo gravitacional. Por eso estos objetos masivos con un horizonte de eventos se llaman agujeros negros.
Hasta hace algunos años, esto hubiera sido imposible de corroborar, hoy los resultados son contundentes y es la primera vez que la humanidad puede contemplar la imagen real de un agujero negro.
La colaboración científica que comenzó hace 10 años tuvo como fin construir un telescopio, una cámara con la capacidad de tomar fotos de este fenómeno con la técnica denominada interferometría de base muy larga (VLBI, por su sigla en inglés), la cual sincroniza los telescopios ubicados en distintas partes del mundo y aprovecha la rotación de nuestro planeta para formar un gigantesco telescopio del tamaño de la Tierra que puede observar a una longitud de onda de 1.3 milímetros.
“La resolución angular es suficiente para ver la sombra asociada con el horizonte de eventos relativos a estos agujeros negros supermasivos (galaxia M87 y Sagitario A*, centro de la Vía Láctea). Con esto se podría observar una naranja en la superficie de la luna”, explica Hughes.
Sobre el GTM
El doctor Hughes explicó que el GTM es el telescopio de plato único más grande de la red. Además está ubicado en la parte central de esta red, y al combinarlo con los datos de los demás puede arrojar datos valiosos para mejorar la calidad de la imagen final que se obtuvo del agujero negro.
El GTM Alfonso Serrano es un proyecto binacional liderado por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), y su socio en Estados Unidos, la Universidad de Massachusetts. Con una antena de 50 metros de diámetro, es el telescopio más grande del mundo en su tipo, observando a longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. Posee una batería de instrumentos que permite estudiar la formación de estructuras (galaxias, estrellas y planetas) en todas las escalas del Universo.
¿Era lo que se esperaba?
El doctor Laurent Loinard, profesor del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), aseguró que la imagen es exactamente lo que se esperaba de un agujero negro supermasivo: “Está constituida de un anillo brillante, casi circular. En el centro del anillo hay una zona más oscura que corresponde a la sombra del agujero negro. Esto se debe a que la gravedad es tan intensa que la luz y fotones producidos dentro de una cierta zona no puede escaparse del agujero negro y por lo tanto se ve obscuro”.
Agregó que la imagen muestra como el anillo es asimétrico y “la parte de abajo es más intensa que la parte de arriba, debido a un efecto que se conoce como amplificación Doppler, que nos dice que la luz que proviene de debajo del hoyo negro se está acercando a nosotros”.
El principio de una aventura
Paul T. P. Ho, miembro del consejo del EHT y director del East Asian Observatory, a su vez indicó: “Una vez que estuvimos seguros de haber obtenido la imagen de la sombra, pudimos comparar nuestras observaciones con modelos computacionales extensivos, que incluyen la física del espacio curvado, materia súper caliente y campos magnéticos intensos. Muchas de las características de la imagen observada empatan sorprendentemente bien con nuestras predicciones teóricas... Esto nos da confianza en la interpretación de nuestras observaciones, incluyendo nuestros cálculos de la masa del agujero negro”.
Loinard aseguró que esto no es el fin de la aventura, “más bien es el principio. Es una imagen que mucha gente ansiaba tener durante mucho tiempo. El EHT está creciendo y la meta que se tiene es hacer la primera película real de un agujero negro”.
