El 10 de abril de 2019 ya es un día histórico. Hemos visto la primera foto de un agujero negro: Messier 87*. Es el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Messier 87. Además, hemos conocido los primeros datos de este agujero negro y el futuro del Telescopio del Horizonte de Sucesos…

La primera fotografía de un agujero negro: M87*

Messier 87* (esto se lee Messier 87 estrella) es el agujero negro supermasivo en el centro de Messier 87. Creemos que todas las galaxias grandes, como la Vía Láctea, Andrómeda, la propia M87 y muchas otras, tienen uno en su centro. Se encuentra a unos 54 millones de años-luz de la Tierra. Tiene, aproximadamente, 6 000 millones de veces la masa del Sol. Lo más llamativo, sin duda, es el chorro de material que expulsa al espacio y que mide, aproximadamente, unos 5 000 años-luz. A pesar de estos números, solo podíamos intuir su presencia.

Messier 87, la galaxia en la que se ha obtenido la primera foto de un agujero negro
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La galaxia Messier 87, observada por el telescopio Hubble. Crédito: NASA/STScl/Wikisky/Hubble

Porque a pesar del gigantesco tamaño de un agujero negro supermasivo, su interior no es visible a simple vista. No es de extrañar, porque los agujeros negros son los objetos más extremos del universo. Su gravedad es tan intensa que más allá de un punto, llamado el horizonte de sucesos, ni siquiera la luz puede escapar. Es decir, no emite luz. Así que la única forma de conseguir ver uno es analizando los efectos a su alrededor de forma indirecta. Hasta ahora, porque se ha logrado ver la sombra del propio agujero negro en la radiación a su alrededor.

La imagen quizá sea decepcionante si estabas esperando observar algo como Gargantúa, el agujero negro supermasivo representado en la popular película Interstellar. Pero lo que estamos viendo es, por primera vez, un agujero negro fotografiado, no una representación artísticas. Además, no uno cualquiera sino uno de los agujeros negros más masivos que conocemos. Uno de los dos objetivos, además, que el proyecto del Telescopio del Horizonte de Sucesos tenía en su punto de mira. El otro es Sagitario A*, en nuestra propia galaxia.

Un evento histórico en el que ha participado todo el mundo

El anuncio de la fotografía ha sido un fenómeno mundial. Se han celebrado seis ruedas de prensa simultáneas, en diferentes lugares de todo el mundo, para mostrar el esfuerzo del trabajo de más de 140 países que han participado en la iniciativa. La imagen podría parecer poca cosa, pero hay que pensar en qué estamos viendo. Es un objeto a más de 50 millones de años-luz. En una galaxia que tiene un tamaño similar a la Vía Láctea, mide unos 120 000 años-luz. Las estrellas que componen esa galaxia giran alrededor del agujero negro que estamos viendo en esta fotografía.

La primera foto de un agujero negro ya está aquí
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Esta es la primera foto de un agujero negro: M87*, en el centro de la galaxia Messier 87. Crédito: NSF

Pero, ¿qué estamos viendo exactamente? La imagen nos muestra un anillo que rodea a una esfera completamente negra. Esa esfera es la sombra del agujero negro. Estamos viendo el material que ha capturado y que gira a su alrededor, cerca del horizonte de sucesos. El punto a partir del que la luz no puede escapar. En su interior, en el centro de ese objeto, se encuentra la singularidad. Un punto en el que nuestro conocimiento de la física deja de funcionar, porque tiene densidad infinita y un tamaño infinitamente pequeño. Esta foto nos cuenta muchas cosas.

La primera, y quizá la más llamativa, es que el anillo es mucho más brillante en la parte inferior que en la superior. ¿Por qué? Como han explicado los propios investigadores, es debido al hecho de que algo está en rotación. Podría ser tanto el agujero negro como el disco del material, o bien uno de los dos. Cabe suponer que se trataría de ambos pero, lógicamente, es algo que habrá que confirmar.

La relatividad de Einstein vuelve a salir victoriosa

La segunda es que, hasta ahora, teníamos muchos cálculos teóricos y suposiciones sobre los agujeros negros. La observación de M87* nos abre la puerta a poder analizar esos datos y ver si las predicciones de Albert Einstein son correctas. La primera foto de un agujero negro ha permitido comprobar que, efectivamente, el genial físico está en lo cierto. Lo observado encaja muy bien con lo que predice la teoría de la relatividad general. De hecho, otras explicaciones posibles entrarían en el campo de lo exótico.

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Albert Einstein. Crédito: Orren Jack Turner

Con cada hallazgo, estamos comprobando que la teoría de la relatividad es la mejor herramienta que tenemos para entender el espacio-tiempo. Su teoría ya predecía, mucho antes de que pudiésemos observarlo, que el aspecto de la sombra de un agujero negro sería circular. Y los datos lo demuestran. También se puede deducir, como mencionaba anteriormente en el artículo, que el material a su alrededor, y el propio agujero negro, están en rotación. Es posible que solo sea uno de los dos componentes, pero lo probable es que sean ambos.

Es otro acierto que se suma a uno no menos histórico. La observación de las ondas gravitacionales, cuyo hallazgo se presentó al mundo en 2016. Einstein ya especulaba, hace más de 100 años, que la colisión entre dos agujeros negros debería sacudir el espacio-tiempo y ser detectables a miles de millones de años-luz. Algo que, efectivamente, se pudo comprobar. La lástima en toda esta noticia es que Stephen Hawking, por desgracia, ya no esté entre nosotros para observar M87*. Su reacción habría sido muy interesante, no cabe duda de ello.

El Telescopio del Horizonte de Sucesos

Pero, ¿cómo ha sido posible obtener la primera foto de un agujero negro? Esa era la misión del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT, por la abreviatura de sus siglas en inglés). Está formado por una gran red de radiotelescopios repartidos por todo el mundo. Están conectados entre sí y comparten información y objetivo de observación. Así que, en la práctica, es como si tuviésemos un solo telescopio mucho más grande de lo que en realidad es. De hecho, es mucho más grande de lo que podríamos construir con nuestra tecnología actual.

Distribución de los telescopios utilizados para conseguir la primera foto de un agujero negro.
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Distribución de los telescopios que forman parte del Telescopio del Horizonte de Sucesos. Crédito: ESO/O. Furtak

Porque el tamaño de ese telescopio es equivalente al de la Tierra. Lógicamente, con un telescopio tan grande, es posible observar objetos muy lejanos y con un gran nivel de detalle (teniendo en cuenta lo que estamos observando y su distancia). El proyecto comenzó en 2006 y, cada año, ha ido añadiendo nuevos observatorios a su red, separados por cientos o miles de kilómetros entre sí. A decir verdad, la publicación de la imagen se ha producido con más retraso del esperado. Inicialmente, se esperaba poder conseguirlo en abril de 2017.

Pero el cierre del telescopio del Polo Sur retrasó la operación. La llegada del invierno (de abril a octubre, en el hemisferio sur), provocó que no se pudiese comenzar a procesar los datos hasta finales de 2017. Además, hubo que llevar los datos recopilados, por todos esos telescopios, hasta un mismo lugar. A partir de ahí, comenzó el momento de juntar toda la información para producir la primera foto de un agujero negro. Un trabajo que ha llevado más de un año y que, por lo que han comentado, no ha estado libre de momentos complicados.

El agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

Esta es la primera foto de un agujero negro, el de Messier 87. Pero no es el único, en el horizonte ya está Sagitario A*, el agujero negro supermasivo de nuestra propia galaxia. Es muy interesante porque nos plantea un entorno totalmente diferente. M87* está absorbiendo material de forma activa. Su chorro de material, expulsado a 5 000 años-luz de distancia, es una buena muestra de ello. Es un agujero negro activo, a diferencia de Sagitario A*, que no está absorbiendo material, o por lo menos no en grandes cantidades. Es un objeto con características diferentes.

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Esta es una imagen de la región en la que está Sagitario A*, el agujero negro supermaviso en el centro de la Vía Láctea, capturada por el observatorio de Rayos X Chandra. Crédito: NASA/CXC/MIT/F.K. Baganoff et al.

Su estudio permitirá comprender las diferencias entre M87* y Sagitario A*. Algo que podrá ayudar a comprender cómo influyen los agujeros negros supermasivos en sus respectivas galaxias y en su entorno. Sagitario A* es mucho menos masivo que M87*. Tiene unos 4 millones de veces la masa del Sol, pero también está muchísimo más cerca. Se encuentra a unos 26 000 años-luz de distancia, en el centro de nuestra galaxia. Su análisis nos permitirá entender nuestro entorno mucho mejor, así como el funcionamiento de la galaxia y de estos objetos.

Por tanto, esta no es la única noticia que vamos a tener sobre fotografías de agujeros negros. Las observaciones con el Telescopio del Horizonte de Sucesos van a seguir adelante. Es cuestión de tiempo que veamos, también, la fotografía de Sagitario A*. El lugar en torno al que gira todo lo que compone la Vía Láctea. Con toda la información que se podrá recopilar, de ambos agujeros negros, y la que todavía queda por obtenerse, puede que estemos más cerca de resolver uno de los muchos enigmas de estas bestias cósmicas. ¿Cuál es el proceso de formación de los agujeros negros supermasivos? Quizá pronto lo sepamos, pero, por ahora, toca disfrutar de una imagen que ya es parte de nuestra historia.

Referencias: ESO, Comisión Europea