Tomada la primera imagen de Sagitario A*, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia

Una red de telescopios repartida por toda la Tierra ha compuesto la primera imagen de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la V¨ªa L¨¢ctea. Este monstruo concentra una masa equivalente a cuatro millones de estrellas como el Sol y est¨¢ a unos 26.000 a?os luz de nuestro planeta. Su enorme fuerza de gravedad es probablemente esencial para que a su alrededor puedan existir miles de millones de estrellas y planetas, incluido nuestro Sistema Solar.

¡°Lo que vemos es una representaci¨®n del aspecto que tiene un agujero negro¡±, explica Jos¨¦ Luis G¨®mez, investigador que lidera la participaci¨®n del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (CSIC) en el consorcio, conocido como Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en ingl¨¦s). En el centro est¨¢ el llamado horizonte de sucesos, el punto de no retorno m¨¢s all¨¢ del cual todo queda absorbido por el agujero, incluida la luz. Por eso esta regi¨®n es totalmente negra ¡ªse le llama la sombra del agujero¡ª. En torno a ella el material luminoso es gas que a¨²n no ha sido engullido y que da vueltas al centro del agujero a casi la velocidad de la luz y alcanza temperaturas de millones de grados.

Este agujero negro tiene un di¨¢metro de 44 millones de kil¨®metros. El gas se mueve tan r¨¢pido alrededor que da una vuelta en pocos minutos. Esto genera unas enormes fluctuaciones de luz que han hecho que reconstruir su imagen completa haya llevado a?os de an¨¢lisis y calibraci¨®n de m¨¢s de 10.000 millones de observaciones, ha explicado G¨®mez. ¡°Ha sido como sacarle una foto a un ni?o corriendo de noche¡±. La imagen original es en blanco y negro, el color es ficticio para aumentar la belleza de la composici¨®n, detalla G¨®mez.

En el hallazgo han participado m¨¢s de 300 cient¨ªficos agrupados en torno al Telescopio Horizonte de Sucesos. Se trata de un consorcio de ocho observatorios situados en Estados Unidos, M¨¦xico, Chile, la Ant¨¢rtida y Espa?a, que participa con el telescopio de 30 metros del Pico Veleta en Sierra Nevada (Granada). Todas estas antenas se sincronizaron con relojes at¨®micos para observar el agujero negro en el mismo instante en varias ocasiones a lo largo de 2017. El EHT est¨¢ especializado en captar el tipo de radiaci¨®n que emite Sagitario A*: microondas de 1,3 mil¨ªmetros invisibles para cualquier humano. La imagen resultante muestra el agujero negro y su anillo tal y como eran hace 26.000 a?os; el tiempo que sus emisiones han tardado en llegar hasta la Tierra desde el centro gal¨¢ctico viajando a la velocidad de la luz. La imagen se ha presentado este jueves en varias ruedas de prensa simult¨¢neas y analizada en seis estudios cient¨ªficos en la revista especializada Antrophysical Journal.

El nombre de Sagitario A* ¡ªle¨ªdo Sagitario A estrella¡ª se debe al astr¨®nomo Robert Brown, que codescubri¨® una potente fuente de luz en esa constelaci¨®n en 1974. Nadie sab¨ªa qu¨¦ era, pero se trataba de un hallazgo ¡°excitante¡±, de ah¨ª el asterisco, que en f¨ªsica cu¨¢ntica indica que un ¨¢tomo est¨¢ en estado excitado, como explic¨® el propio Brown (el signo se usa desde entonces para denominar los agujeros negros). El estudio de la trayectoria de estrellas que pasaban cerca del centro gal¨¢ctico y su comparaci¨®n con la teor¨ªa general de la relatividad de Einstein determinaban que ten¨ªa que haber un agujero negro con una masa de cuatro millones de soles. Por estos c¨¢lculos Reinhard Genzel y Andrea Ghez ganaron el Nobel de F¨ªsica en 2020. La imagen presentada este jueves es la m¨¢s detallada que se ha tenido nunca del aspecto de este coloso.

Captar esta imagen ha sido todo un reto tecnol¨®gico. Es importante que los ocho telescopios capten ¡°el mismo frente de ondas¡± de luz, explica Antx¨®n Alberdi, director del IAA y miembro del EHT. Es como si ocho personas observasen a la vez la misma ola desde diferentes partes de la orilla de una playa. De esta forma, los telescopios componen una sola gran antena del di¨¢metro de la Tierra: 12.700 kil¨®metros. Como solo hay ocho puntos de observaci¨®n, la imagen no es ni mucho menos perfecta. Una serie de correcciones y algoritmos rellenan las partes vac¨ªas siguiendo la l¨®gica m¨¢s plausible y componiendo la imagen final. Esta t¨¦cnica se denomina interferometr¨ªa. Los responsables del EHT lo comparan a intentar adivinar el tema Ice, Ice, Baby sabiendo ocho notas.

Hace tres a?os, el EHT ya consigui¨® la primera imagen de un agujero negro, el M87*, un monstruo 6.000 millones de veces mayor que el Sol y mucho m¨¢s activo que Sagitario A*. La instant¨¢nea corrobor¨® que este agujero negro ten¨ªa la forma que predec¨ªa la teor¨ªa general de la relatividad formulada por Albert Einstein hace un siglo. El f¨ªsico alem¨¢n concluy¨® que los objetos m¨¢s masivos del universo generan tanta fuerza de gravedad que curvan el espacio y el tiempo a su alrededor. Como no ten¨ªa los telescopios necesarios para poner a prueba estas ideas, recurr¨ªa a experimentos imaginarios. El protagonista de uno de ellos era un escarabajo ciego que cre¨ªa ir siempre en l¨ªnea recta, cuando en realidad segu¨ªa una trayectoria curva porque atravesaba una zona en la que el espacio y el tiempo estaban deformados por la gravedad.

La nueva representaci¨®n de Sagitario A* confirma que ¡°la teor¨ªa general de la relatividad sigue siendo totalmente correcta¡±, ha explicado Mariafelicia de Laurentis, astr¨®noma italiana del EHT. ¡°Esta es la prueba m¨¢s fehaciente de que lo que hay en el centro de la galaxia es un agujero negro¡±, ha a?adido. Las dos im¨¢genes obtenidas hasta ahora por el EHT corroboran que los agujeros negros se comportan de forma similar independientemente de su tama?o y masa, otra predicci¨®n de la relatividad.

La gran pregunta que queda es qu¨¦ hay dentro de la oscuridad del agujero. Ese horizonte de sucesos sin retorno es la gran frontera de la f¨ªsica conocida. En los agujeros negros conviven la teor¨ªa de la relatividad general, que describe el universo a grandes escalas, y la f¨ªsica cu¨¢ntica, que se ocupa de las peque?as. Aunque ambas teor¨ªas explican muy bien lo que sucede en sus escalas respectivas, no hay todav¨ªa una teor¨ªa definitiva que lo explique todo.

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