La sombra de M87*, el agujero negro supermasivo de la galaxia Messier 87, que fue observado en 2019, muestra un tambaleo con el paso del tiempo. Es un hallazgo que permite poder entender mejor cómo se comporta un agujero negro supermasivo, y que servirá para seguir probando la relatividad de Einstein…
La sombra de M87* se ha reconstruido a partir de datos anteriores
Cabe recordar que, en abril de 2019, un grupo de investigadores logró, con la ayuda del Event Horizon Telescope (EHT), obtener la primera imagen de un agujero negro supermasivo. Se trata del agujero negro supermasivo M87*, en el corazón de la galaxia Messier 87, a 53 millones de años-luz de la Vía Láctea. En esa imagen se puede observar la silueta del agujero negro supermasivo, que tiene una masa 6500 millones de veces la del Sol. Es todo lo que se podrá observar de un agujero negro, porque ni siquiera la luz puede escapar de estos objetos.
Es decir, lo mejor que podemos esperar ver es, simplemente, su silueta. Pero lejos de parecer una observación menor, es toda una oportunidad para entender cómo se comportan estos objetos. Alrededor de la sombra hay un brillante anillo de radiación. Es el resultado del movimiento rápido de gas supercalentado que gira alrededor del agujero negro. Ese anillo es lo que conocemos como el disco de acreción. Parte del material se precipita al interior de M87*, mientras otra parte permanece en su entorno. El anillo es mucho más brillante en la parte inferior.
Pero, en cualquier caso, la imagen de M87* es solo una instantánea, tal y como lo observó el EHT durante una semana en abril de 2017, cuando tuvo lugar la observación. Ahora, el equipo de investigadores se ha remontado en el tiempo, para entender cómo ha cambiado el aspecto de M87* hasta hace una década e intentar determinar cómo ha ido variando. De esa forma, es posible deducir cuál ha sido la evolución de su aspecto y, también, su comportamiento. Es una herramienta perfecta para entender mejor los objetos más extremos del cosmos.
Un algoritmo para entender la historia de M87*
El Event Horizon Telescope funciona como un radiotelescopio con el tamaño de la Tierra al integrar los datos de los observatorios repartidos por el mundo. El proyecto no alcanzó plena funcionalidad hasta 2017, cuando se pudo observar el agujero negro M87* con ocho telescopios en seis ubicaciones geográficas diferentes. Pero el equipo ya estaba estudiando el agujero negro supermasivo mucho antes, mientras el telescopio estaba todavía en fase de construcción. En este nuevo estudio repasan los datos recogidos en aquel período.
Concretamente, analizan las observaciones de 2009 a 2012, cuando el EHT tenía tres observatorios, y las de 2013, cuando el proyecto añadió un cuarto observatorio. Esas primeras observaciones no eran suficientes para poder generar una imagen. Pero para los investigadores, es suficiente para poder deducir algunas de las características de M87* y su entorno, utilizando técnicas de modelado estadístico. De esa manera, pudieron determinar que el tamaño de la silueta del agujero negro supermasivo no ha variado en la última década.
Encaja, además, con lo que indica la teoría de la relatividad para un agujero negro con una cantidad de masa tan elevada como la suya. En el estudio, explican que el anillo asimétrico, con toda probabilidad, perdura en una escala de tiempo de varios años. Es una confirmación importante de lo que indica la teoría, dicen los investigadores, ya que se observa cómo se ha mantenido a lo largo de diferentes épocas. Algo que, a su vez, permite tener aún más seguridad sobre qué es Messier 87 y cuál es el origen de la sombra que se observó con el EHT.
La sombra de M87* se tambalea de forma notable
Pero el anillo alrededor de M87* sí ha mostrado cambios. Se tambalea de forma notable a lo largo del tiempo. Es un resultado inesperado. Según cuentan los investigadores, no todos los modelos teóricos, que describen cómo añade material un agujero negro, son capaces de explicar un tambaleo tan grande. Por lo que, con estos datos en la mano, es posible comenzar a descartar aquellos modelos que no tenían en cuenta este comportamiento. Los resultados permiten entender, de una manera nunca vista antes, cómo se comporta un agujero negro.
Esto permitirá que se siga probando la teoría de la relatividad (aunque ya lleve multitud de pruebas exitosas). Tras iniciar las observaciones en 2009, aunque fuese de manera limitada, ya se ha acumulado más de una década de datos. Suficiente para observar la evolución del agujero negro y tener las primeras oportunidades para entender las particularidades del comportamiento de un agujero negro. El EHT seguirá estudiando tanto la sombra de M87* como Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.
El proyecto recoge los datos en marzo y abril, cuando se dan las mejores condiciones para la observación. La temporada de 2020 se vio cancelada porque varios de los observatorios no estuvieron listos debido a la pandemia del coronavirus. En 2021, se espera reanudar la campaña con la ayuda de 11 telescopios. Además, próximamente se incluirán los datos recogidos en 2018. En definitiva, poco a poco, con la ayuda del Event Horizon Telescope, nos acercamos a poder entender los agujeros negros de una manera que, hasta ahora, no era posible…
Estudio
El estudio es M. Wielgus,K. Akiyama, L. Blackburn et al.; «Monitoring the Morphology of M87* in 2009–2017 with the Event Horizon Telescope». Publicado en la revista The Astrophysical Journal el 23 de septiembre de 2020. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Space
