La primera ‘foto’ de un agujero negro es el avance científico del año
‘Science’ escoge la rompedora imagen del núcleo de otra galaxia como el logro más importante de 2019
El 11 de abril de este año, periódicos de todo el mundo lucían en su portada la primera imagen jamás tomada de un agujero negro. Retratar ese densísimo objeto astronómico fue un hito de la ciencia y de la tecnología que requirió la colaboración de más de 200 investigadores —15 españoles— repartidos en ocho observatorios espaciales de todo el planeta, incluido el Telescopio de 30 metros de Pico Veleta en Sierra Nevada (Granada). Hoy, la prestigiosa revista Science reconoce este logro internacional como el “Avance del año 2019”.
Los agujeros negros son regiones del espacio donde se concentra tanta masa que su fuerza de gravedad atrapa todo en el vecindario, incluso la luz. Estas enormes esferas de oscuridad se forman cuando una estrella anciana implosiona por su propia densidad. La teoría de la relatividad general propuesta por Albert Einstein en 1915 predice la formación de los agujeros negros, y los astrónomos han podido confirmar su existencia en numerosas ocasiones porque se aprecian sus efectos gravitacionales. Sin embargo, hasta este año nadie había visto uno.
“Para un público escéptico que pone los ojos en blanco cuando oye a los científicos decir que algo existe aunque no se pueda ver, aquí tenemos otro objeto importante que podemos ver”, ha escrito H. Holden Thorp, el redactor jefe de Science, en un editorial de la revista. Para la ciencia, la imagen supone una flamante confirmación de la teoría y la inauguración de una nueva técnica para afinar el estudio del universo.
En el sentido más estricto, el agujero negro sigue oculto: dado que no emite ni refleja luz, su forma no se puede ver directamente. Sin embargo, el gas que se precipita hacia su interior alcanza temperaturas de millones de grados y brilla, es decir, emite fotones que escapan el campo gravitatorio y llegan hasta la Tierra. Esa iluminación de fondo sí es visible y en su centro se aprecia un círculo negro, la silueta que recorta el agujero negro.
“Este ha sido un año estupendo para la ciencia pero, ¿qué podría ser más asombroso que contemplar un agujero negro?” dice Tim Appenzeller, el editor de noticias de la revista. Sobre la histórica imagen, añade: “Suena a magia, pero ha sido realmente un trabajo increíble de equipo y tecnología.” En efecto, capturar la imagen fue un trabajo de equipo que necesitó observaciones sincronizadas por relojes atómicos desde ocho radiotelescopios situados en EE UU, México, Chile, España y la Antártida.
Retratar ese densísimo objeto astronómico fue un hito de la ciencia y de la tecnología que requirió la colaboración de más de 200 investigadores —15 españoles— repartidos en ocho observatorios espaciales de todo el planeta
El agujero negro se encuentra en el centro de la galaxia Messier 87, a una distancia de 55 millones de años luz. Su masa es 6.500 millones de veces mayor que la del Sol, pero ocupa lo mismo que nuestro Sistema Solar, por tanto observarlo a distancia ha sido difícil. Debido a un fenómeno físico llamado difracción, existe un límite al tamaño de los objetos distantes que se pueden ver: cuanto más pequeños o lejanos sean, mayor es el telescopio necesario.
En este caso, hizo falta unir varios observatorios con el mismo propósito para lograr la resolución adecuada. Juntos actúan como una sola antena parabólica del tamaño de la Tierra, llamada Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés). La próxima ronda de observaciones, prevista para 2020, incorporará nuevos radiotelescopios a la red, en Groenlandia, en Arizona (EE UU) y en Francia. En el futuro, el consorcio internacional pretende construir antenas dedicadas por todo el mundo y lanzar algunas al espacio, ya que cuantos más observatorios se añaden y más distanciados están, mejor resolución se puede obtener al sincronizar sus observaciones.
“En nuestra próxima XIV Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía, que celebraremos el próximo mes de julio en La Laguna (Tenerife), equipos españoles presentarán las nuevas técnicas de procesado de imágenes de agujeros negros supermasivos. Seguimos atentos a esa nueva generación del EHT en la que se espera dar el salto a disponer de vídeos en tiempo real en el horizonte de sucesos del agujero negro”, explica Francesca Figueras, presidenta de la Sociedad Española de Astronomía.
El año que viene también se espera que el equipo de EHT publique la primera imagen de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que ocupa el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Este agujero negro es más pequeño que el de Messier 87, pero está mucho más cerca. En respuesta a la decisión de Science, el astrofísico experto en agujeros negros de la Universidad de Stanford (EE UU) Roger Blandford ha dicho: “El triunfo de este año es el comienzo de este proyecto de investigación, no su culminación”.
¿Qué supone esta imagen para la comunidad científica?
"Conseguir este reto ha sido una clara demostración de los éxitos que podemos lograr trabajando en grandes redes internacionales de investigación. También ha evidenciado la necesidad de aumentar la inversión en los proyectos de alto riesgo y alta recompensa. Esperemos que nuestros políticos sigan apostando por ello."
— Francesca Figueras, Sociedad Española de Astronomía (ICCUB, IEEC-UB)
"Es como la ciencia ficción hecha realidad. Nos confirma que hemos hecho los cálculos correctos, que la naturaleza es como la imaginábamos. Se dice que una imagen es mejor que mil palabras, en este caso una imagen es mejor que mil ecuaciones."
— Christina Thöne, Instituto de Astrofísica de Andalucia
"Junto con las recientes detecciones de ondas gravitatorias en colisiones de agujeros negros, esta imagen ha contribuido a transformar el estudio de la gravedad intensa en una disciplina científica verificable experimentalmente. Nuevas observaciones nos van a permitir discriminar entre las diversas propuestas teóricas para entender la naturaleza de los objetos compactos que habitan en el cosmos."
— José Antonio Font, Universidad de Valencia
"Es una imagen emocionante. El ejemplo perfecto de cómo, gracias a la colaboración científica, somos capaces de intuir lo inobservable."
— Prado Martin Moruno, Universidad Complutense de Madrid
"Los físicos teóricos nos pasamos la vida jugando con las ecuaciones matemáticas que describen estos objetos fantásticos. Estábamos seguros de su existencia real, pero ver en una foto que están realmente ahí... es una emoción especial que nos pone frente al poder del intelecto humano."
— José Luis Fernández Barbón, Instituto de Física Teórica (CSIC-UAM)
"Ha sido un resultado científico espectacular y emocionante. Un aspecto muy importante de este hito científico ha sido la amplia colaboración científica que lo ha permitido, algo que ya es frecuente en la ciencia actual."
— Margarita Hernanz, Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-UAB)
"La imagen supone una aportación de excepcional valor y de singular belleza en apoyo de las teorías elaboradas para entender los agujeros negros. Emociona ver que estamos cada vez más cerca de explorar el horizonte de sucesos, el punto de no retorno de los objetos más misteriosos e intrigantes del universo."
— Rafael Rebolo López, Instituto de Astrofísica de Canarias
"Ha sido la prueba palpable de que lo que suponíamos era cierto. Nunca pensé que podría ver de verdad ese agujero negro cuyos efectos estudio. Siento un gran respeto por quien imaginó cómo hacerla posible y por el maravilloso trabajo en equipo del grupo que ha conseguido hacer el sueño realidad."
