Un telescopio del tamaño de la Tierra para tomar la primera imagen de un agujero negro

Durante los últimos días, equipos de astrónomos repartidos por el mundo se han puesto de acuerdo para observar dos objetos hasta ahora invisibles. El agujero negro que ocupa el centro de nuestra galaxia, Sagitario A*, y el que se encuentra en la galaxia vecina, M87, tienen masas descomunales, pero ocupan espacios relativamente pequeños. Sagitario A*, por ejemplo, es tan masivo como cuatro millones de soles, pero su horizonte de sucesos, el punto a partir del cual nada que lo rebase, ni siquiera la luz, podrá retornar, tiene 24 millones de kilómetros de diámetro, solo 17 veces más que el Sol. A 26.000 años luz de distancia, es un objeto diminuto.

La estrategia para captar lo que sucede alrededor de esos dos objetos oscuros ha consistido en construir temporalmente un telescopio tan grande como la Tierra. El Event Horizon Telescope (EHT), como se ha bautizado el proyecto, se ha logrado uniendo telescopios de radio de todo el mundo a través de una técnica que se conoce como interferometría. Observatorios desde el Polo Sur hasta Chile, Hawái o España se coordinaron entre el 4 y el 14 de abril para lograr cinco días completos de observación. “Necesitábamos que hubiese buen tiempo a la vez en los lugares en los que estaban los ocho telescopios que se han utilizado para la observación”, explica Rebecca Azulay, investigadora del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn (Alemania) y parte del equipo que ha pasado las últimas noches en el Observatorio IRAM del Pico Veleta en Sierra Nevada, en Granada (España).

Hasta ahora, se habían observado los chorros de partículas que salen impulsadas por la tremenda fuerza gravitatoria de los agujeros negros, pero los resultados de este esfuerzo internacional pueden llegar más allá. “Veríamos una especie de anillo creado por la deformación de la luz al acercarse al horizonte de sucesos”, explica Eduardo Ros, investigador de la Universidad de Valencia y del Instituto Max Planck de Radioastronomía de Bonn y colaborador en esta iniciativa. “Será la primera imagen directa de un agujero negro”, concluye.

La unión de ocho observatorios en todo el mundo equivale a una superficie de observación como todo el planeta

Si se trata de observar Sagitario A con telescopios ópticos como el Hubble o el Gran Telescopio de Canarias, el gas y el polvo que se acumulan en el centro de la galaxia lo oscurecen e impiden su observación. Los telescopios reclutados para este proyecto permiten estudiar el universo a través de ondas de entre tres y un milímetro de longitud, una parte del espectro electromagnético que permite superar los obstáculos del gas y el polvo. Pero antes de hacerlo, los astrónomos debieron adaptar los instrumentos de observatorios que fueron diseñados para captar ondas ligeramente diferentes. ALMA, un radiotelescopio de 66 antenas ubicado en el desierto de Atacama, en Chile, también se ha empleado en esta observación. Según explica Ros, aquella instalación de 1.000 millones de euros, la mayor de sus características, “ha funcionado por primera vez como un solo telescopio” para unirse a este proyecto.

Por ahora, según explican Ros y Azulay, el tiempo ha sido apropiado y no ha habido imprevistos. Ahora, queda un tiempo para que los datos recogidos por todo el mundo, que fueron grabados en discos duros, lleguen a los centros de procesamiento en Boston y Bonn. “Cuando grabamos con un telescopio se acumulan 32 Gigabits cada segundo”, apunta Ros. A ese ritmo, un USB se llena en dos o tres segundos y una jornada de observación como en la que colaboró Azulay en el Pico Veleta duraba de 12 de la noche a 8 de la mañana. Los responsables del proyecto calculan que necesitarán meses para procesar toda la información recogida.

Después de observaciones como la que el año pasado realizó el experimento LIGO, que observó el choque entre dos agujeros negros a partir de la detección de las ondas gravitacionales que produjeron, los resultados del EHT serán una herramienta más para tratar de entender qué pasa en esos extraños objetos.

Según explica Carlos Sopuerta, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC), en Barcelona, experimentos como este pueden servir para comprobar si la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein sigue sirviendo para explicar lo que sucede ante la presencia de un agujero negro o si sus efectos gravitatorios cambian las reglas y requieren alguna modificación de la teoría. “Hay una estrella que orbita bastante cerca del agujero negro del centro de nuestra galaxia”, cuenta Sopuerta. “Su movimiento ha servido para calcular la masa del agujero y el otro cálculo que nos interesa sobre ese objeto es cómo rota, algo que es más difícil de medir”, añade.

Este experimento podría descubrir otras estrellas más cercanas al horizonte de sucesos que fuesen una referencia mejor para conocer la rotación del agujero negro. “Sería interesante ver si hay alguna deformación respecto a lo que predice la Relatividad General, ver por ejemplo si lo que nos parece un agujero negro es en realidad algún tipo de materia extraña de la que no tenemos información actualmente, algo que pareciera un agujero negro, pero fuese otra cosa”, continúa Sopuerta. “Si las teorías para explicar lo que sucede en los agujeros negros funcionan, veremos una sombra parecida a un donut y las órbitas de las cosas que caigan en el agujero serán elípticas, como las de los planetas alrededor del Sol”, añade Ros. “Pero si la teoría no funciona, la forma cambia bastante”.

Después de cinco días de observación toda la información sobre lo que sucede en los horizontes de sucesos de Sagitario A* y el agujero negro de M87 está ya en poder de los astrónomos. Sin embargo, aún no saben qué han podido recoger los radiotelescopios. Probablemente, será necesario esperar al año que viene a ver por primera vez un agujero negro.