Consiguen las primeras imágenes de un agujero negro en la historia

Por fin tenemos una prueba directa que demuestra la existencia de los agujeros negros, un fenómeno predicho por la teoría de la relatividad general pero del que el mismo Einstein consideraba demasiado absurdo para ser real.

La primera foto de la historia  de un agujero negro

La primera foto de la historia de un agujero negro

La primera foto de la historia  de un agujero negro

El consorcio internacional EHT (Event Horizon Telescope) ha anunciado algo que la comunidad científica lleva más de un siglo intentando: la prueba irrefutable que demuestra la existencia de los agujeros negros. En concreto se trata de una imagen de un evento supermasivo localizado a 55 millones de años luz, en la galaxia gigante Messier 87, situada en la constelación de Virgo. Aunque los agujeros negros no pueden ‘verse’ directamente, las imágenes del EHT muestran la radiación emitida por toda la materia que ha quedado atrapada en su campo gravitatorio.

El descubrimiento supone la confirmación definitiva de la existencia de los agujeros negros, una estrella colapsada con tal densidad que ni siquiera la luz del sol podía penetrar en su interior. Su existencia ya se deducía en los preceptos de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que, sin embargo, consideraba que la idea de un agujero negro era demasiado absurda para ser real.

“Hemos tomado la primera imagen de un agujero negro”, aseguraba emocionado el director del EHT, Sheperd S. Doeleman, del Centro de Astrofísica de Harvard & Smithsonian (Estados Unidos), en una rueda de prensa celebrada en Washington, un acontecimiento que calificaba como 'un hecho histórico' obtenido gracias al esfuerzo colectivo de más de 200 investigadores.

“Cuando se encuentra inmerso en una región brillante, como un disco de gas incandescente, esperamos que un agujero negro genere una región oscura similar a la de una sombra, algo ya predicho por la relatividad general de Einstein que nunca habíamos visto hasta ahora”, ha explicado el director del consejo científico del EHT, Heino Falcke, de la Universidad de Radboud (Países Bajos). “Esta sombra, causada por la curvatura gravitacional y la absorción de luz por el horizonte de sucesos, revela mucho sobre la naturaleza de esos fascinantes objetos y nos ha permitido medir la colosal masa del agujero negro de la galaxia M87” explicaba.

Hasta ahora, la presencia de agujeros negros había sido confirmada de forma indirecta, como la presencia de ondas gravitacionales. Einstein demostró hace un siglo que la masa de las estrellas, los planetas y el resto de la materia ejerce una fuerza gravitatoria que curva el espacio como si fuese una lámina de goma. Sería como la forma que queda en un colchón después de que alguien haya pasado algunas horas encima. Cuanto más masivo es el objeto, más pronunciado es el efecto. Estas ondas son perturbaciones gravitatorias causadas por una alteración de la distribución de masas en el espacio-tiempo. Los científicos del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO por sus siglas en inglés) obtuvieron el Premio Nobel de física en 2017 por la detección de las ondas gravitacionales, un indicativo de la presencia de agujeros negros, pero hasta la fecha ningún astrónomo había sido capaz aportar una prueba directa de su existencia.

El agujero más próximo, a 26.000 años luz

El agujero negro más próximo a nosotros se llama Sagitario A*, una estructura supermasiva situada en el centro de nuestra galaxia, a 26.000 años luz, cuya masa equivale a más de 4 veces la de nuestro sol. Los científicos creen que aunque hoy está “tranquilo”, Sagitario A* pudo haber devorado una nube de gas cien veces más masiva que el Sol hace apenas 20.000 años.

La incredulidad de Einstein

A pesar de que la existencia de agujeros negros es una de las predicciones de la teoría de la relatividad general, Einstein nunca creyó que fueran reales. Sus fórmulas permitían su existencia, pero según su intuición le decía que la naturaleza no podía albergar semejantes objetos. Encontraba contra natura que la gravedad fuese capaz de derrotar a las otras fuerzas supuestamente más poderosas (la electromagnética y la nuclear) hasta el punto de borrar del universo una estrella gigante.

Extensa red de telescopios

El EHT está formado por una extensa red de telescopios que se sincronizan a través de la interferometría, una técnica que permite combinar los resultados de varios receptores (en este caso ocho radiotelescopios), para obtener una imagen mayor usando a través de la superposición.La imagen resultante es el resultado de la combinación de las observaciones de telescopios situados en Arizona y Hawái (Estados Unidos), España, México, Chile y la Antártida.

Numerosas observaciones independientes del EHT, analizadas cada una con distintos métodos de reconstrucción de imágenes, han revelado una estructura en forma de anillo con una región oscura central: la sombra del agujero negro. “Una vez seguros de que habíamos captado la sombra, pudimos comparar nuestras observaciones con una amplia serie de simulaciones por ordenador que incluyen la física del espacio curvo, la materia sobrecalentada y los potentes campos magnéticos alrededor del agujero negro. Muchas de estas características de la imagen observada concuerdan sorprendentemente bien con nuestras predicciones teóricas”, destaca Paul T.P. Ho, miembro del consejo de EHT y director del East Asian Observatory. “Esto reafirma nuestra interpretación teórica de las observaciones, incluida la estimación de la masa del agujero negro”.

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Fotografías

El descubrimiento científico ha contado con la participación de varios astrónomos españoles. José Luis Gómez, investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), uno de los coordinadores del artículo científico publicado hoy en Astrophysical Journal Letters ha desarrollado uno de los tres algoritmos usados para la reconstrucción de las imágenes de la sombra del agujero negro en M87.

Antxon Alberdi, director del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), lidera investigaciones sobre la formación de chorros relativistas a partir del acrecimiento en torno a agujeros negros supermasivos. Iván Martí-Vidal, del Instituto Geográfico Nacional (IGN), diseñó los algoritmos que permitieron combinar los datos de ALMA (el elemento más sensible del EHT) con el resto de radiotelescopios; es además coordinador del grupo de polarimetría (cuyo principal objetivo es estudiar el papel de los campos magnéticos en las proximidades del agujero negro).

Miguel Sánchez-Portal (director del Instituto de Radioastronomía Milimétrica –IRAM), Salvador Sánchez e Ignacio Ruiz (ingenieros), Pablo Torné (investigador) y Rebecca Azulay (Universidad de Valencia) han participado en la organización, configuración del equipamiento técnico y en la realización de las observaciones desde el radiotelescopio IRAM 30 metros en Sierra Nevada, Granada.

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