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 Vía Láctea. Este monstruo concentra una masa equivalente a cuatro millones de estrellas como el Sol y está a unos 26.000 años 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 representación del aspecto que tiene un agujero negro”, explica José Luis Gómez, investigador que lidera la participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) en el consorcio, conocido como Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés). En el centro está el llamado horizonte de sucesos, el punto de no retorno más allá del cual todo queda absorbido por el agujero, incluida la luz. Por eso esta región es totalmente negra —se le llama la sombra del agujero—. En torno a ella el material luminoso es gas que aún 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 diámetro de 44 millones de kilómetros. El gas se mueve tan rápido 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 años de análisis y calibración de más de 10.000 millones de observaciones, ha explicado Gómez. “Ha sido como sacarle una foto a un niño corriendo de noche”. La imagen original es en blanco y negro, el color es ficticio para aumentar la belleza de la composición, detalla Gómez.

En el hallazgo han participado más de 300 científicos agrupados en torno al Telescopio Horizonte de Sucesos. Se trata de un consorcio de ocho observatorios situados en Estados Unidos, México, Chile, la Antártida y España, que participa con el telescopio de 30 metros del Pico Veleta en Sierra Nevada (Granada). Todas estas antenas se sincronizaron con relojes atómicos para observar el agujero negro en el mismo instante en varias ocasiones a lo largo de 2017. El EHT está especializado en captar el tipo de radiación que emite Sagitario A*: microondas de 1,3 milímetros invisibles para cualquier humano. La imagen resultante muestra el agujero negro y su anillo tal y como eran hace 26.000 años; el tiempo que sus emisiones han tardado en llegar hasta la Tierra desde el centro galáctico viajando a la velocidad de la luz. La imagen se ha presentado este jueves en varias ruedas de prensa simultáneas y analizada en seis estudios científicos en la revista especializada Antrophysical Journal.

El nombre de Sagitario A* —leído Sagitario A estrella— se debe al astrónomo Robert Brown, que codescubrió una potente fuente de luz en esa constelación en 1974. Nadie sabía qué era, pero se trataba de un hallazgo “excitante”, de ahí el asterisco, que en física cuántica indica que un átomo está en estado excitado, como explicó 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 galáctico y su comparación con la teoría general de la relatividad de Einstein determinaban que tenía que haber un agujero negro con una masa de cuatro millones de soles. Por estos cálculos Reinhard Genzel y Andrea Ghez ganaron el Nobel de Física en 2020. La imagen presentada este jueves es la más detallada que se ha tenido nunca del aspecto de este coloso.

Captar esta imagen ha sido todo un reto tecnológico. Es importante que los ocho telescopios capten “el mismo frente de ondas” de luz, explica Antxón 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 diámetro de la Tierra: 12.700 kilómetros. Como solo hay ocho puntos de observación, la imagen no es ni mucho menos perfecta. Una serie de correcciones y algoritmos rellenan las partes vacías siguiendo la lógica más plausible y componiendo la imagen final. Esta técnica se denomina interferometría. Los responsables del EHT lo comparan a intentar adivinar el tema Ice, Ice, Baby sabiendo ocho notas.

Hace tres años, el EHT ya consiguió la primera imagen de un agujero negro, el M87*, un monstruo 6.000 millones de veces mayor que el Sol y mucho más activo que Sagitario A*. La instantánea corroboró que este agujero negro tenía la forma que predecía la teoría general de la relatividad formulada por Albert Einstein hace un siglo. El físico alemán concluyó que los objetos más masivos del universo generan tanta fuerza de gravedad que curvan el espacio y el tiempo a su alrededor. Como no tenía los telescopios necesarios para poner a prueba estas ideas, recurría a experimentos imaginarios. El protagonista de uno de ellos era un escarabajo ciego que creía ir siempre en línea recta, cuando en realidad seguía una trayectoria curva porque atravesaba una zona en la que el espacio y el tiempo estaban deformados por la gravedad.

La nueva representación de Sagitario A* confirma que “la teoría general de la relatividad sigue siendo totalmente correcta”, ha explicado Mariafelicia de Laurentis, astrónoma italiana del EHT. “Esta es la prueba más fehaciente de que lo que hay en el centro de la galaxia es un agujero negro”, ha añadido. Las dos imágenes obtenidas hasta ahora por el EHT corroboran que los agujeros negros se comportan de forma similar independientemente de su tamaño y masa, otra predicción de la relatividad.

La gran pregunta que queda es qué hay dentro de la oscuridad del agujero. Ese horizonte de sucesos sin retorno es la gran frontera de la física conocida. En los agujeros negros conviven la teoría de la relatividad general, que describe el universo a grandes escalas, y la física cuántica, que se ocupa de las pequeñas. Aunque ambas teorías explican muy bien lo que sucede en sus escalas respectivas, no hay todavía una teoría definitiva que lo explique todo.

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