Imagen histórica del agujero negro de la Vía Láctea: primera foto real de Sagitario A*

El proyecto Telescopio del Horizonte de Sucesos (o EHT, por las siglas en inglés de Event Horizon Telescope) acaba de mostrar al mundo la primera imagen del agujero negro que ocupa el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, conocido como Sagitario A*. Situado a 26.000 años luz de la Tierra, tiene una masa equivalente a cuatro millones de soles. A pesar de que no es luminoso, el EHT ha podido hacerlo visible gracias a la combinación de ocho grandes telescopios repartidos por toda la Tierra y que convierten a nuestro planeta en un enorme ojo gigantesco. Aunque no podemos ver el agujero negro directamente, vemos un anillo brillante de luz alrededor de una sombra central.

El equipo internacional de investigación, con una importante participación española, es el mismo que en 2019 ya logró otro hito para la ciencia al difundir la primera imagen de un agujero negro. En aquella ocasión estaba ubicado en la galaxia Messier 87 (o M87) y era un agujero negro supermasivo, con una masa de unos 7.000 millones de soles y a 55 millones de años luz de nuestro planeta. Tanto en aquella ocasión como ahora lo que podemos ver en realidad es el material próximo al horizonte de sucesos, el límite a partir del cual el agujero negro atrapa todo, incluyendo la luz. Los nuevos resultados se han presentado en varios estudios en la revista 'Astrophysical Journal Letters'.

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Los astrónomos creen que los agujeros negros ocupan el centro de la mayoría de las galaxias. En este caso, la imagen de este objeto masivo que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, era esperada desde hace tiempo. Los científicos habían visto previamente estrellas orbitando alrededor de algo invisible, compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea. Por eso, no tienen duda de que se trata de un agujero negro, y la imagen captada es la primera evidencia visual directa de ello. Debido a que se halla a tanta distancia de la Tierra, desde nuestra perspectiva su tamaño en el cielo es, aproximadamente, el de una rosquilla en la Luna.

Estudios anteriores que fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 2020 (en concreto, Reinhard Genzel y Andrea Ghez), habían demostrado que en el centro de nuestra galaxia existía un objeto extremadamente compacto. Ahora, gracias al EHT, "hemos podido obtener la primera confirmación visual de que este objeto es, casi con toda seguridad, un agujero negro con propiedades que concuerdan perfectamente con la Teoría de la Relatividad General de Einstein”, afirma José Luis Gómez, miembro del Consejo Científico del EHT y líder del grupo del EHT en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que explicó los resultados en la rueda de prensa ofrecida en la sede del Observatorio Europeo Austral (ESO), cerca de Múnich (Alemania). Según afirmó, aunque el diámetro del aguero negro es de 44 millones de kilómetros, el gas a su alrededor se mueve muy rápido, como un cachorro persiguiéndose la cola, así que en apenas unos minutos da una vuelta completa. Por eso, capturar la imagen "fue como sacar una foto a un niño corriendo en la oscuridad de la noche”.

Un observatorio clave en Granada

En total, más de 300 personas de 80 institutos de investigación de todo el mundo han trabajado durante cinco años en este hallazgo. Una pieza fundamental del proyecto EHT es ALMA, el conjunto de antenas del desierto de Atacama (Chile), que con 66 grandes antenas es el mayor proyecto astronómico del mundo. Además, participan otro observatorio de Chile, tres de EEUU (dos de Hawái y uno de Arizona), uno de México, uno ubicado en el Polo Sur (South Pole Telescope, SPT) y el Observatorio IRAM de Granada, que está a los pies del Pico Veleta, el segundo más alto de Sierra Nevada. La misión de cada observatorio es detectar ondas de radio procedentes del agujero negro, que los científicos transforman en datos y fusionan para crear la imagen final.

Según han explicado los científicos, reconstruir esa foto con los datos parciales que se van obteniendo por parte de los distintos observatorios es como intentar adivinar una frase oculta cuando solo conocemos algunas palabras. Lo han logrado a través de algoritmos de reconstrucción de imagen, con una técnica denominada interferometría, pero ha sido mucho más complejo que la primera vez. El agujero negro de la Vía Láctea es mucho más pequeño y ha sido necesario unir miles y miles de imágenes, pero el resultado confirma lo esperado, que se comportan igual: “La única diferencia entre ambos agujeros negros es su tamaño”, ha afirmado en la sede del CSIC en Madrid Thalia Traianou, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). “Esto es el comienzo de una nueva era en la física”, añadió.

"Ahora podemos estudiar las diferencias entre estos dos agujeros negros supermasivos para obtener nuevas y valiosas pistas sobre cómo funciona este proceso", comentó el científico del EHT Keiichi Asada del Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica (Taipei). "Disponemos de imágenes de dos agujeros negros, uno en el extremo grande y otro en el pequeño de los agujeros negros supermasivos que pueblan el universo. Así, podemos ir más lejos que nunca para analizar cómo se comporta la gravedad en estos entornos extremos", añadió.

Por otra parte, otra de las cosas que han hecho los científicos con los datos, aparte de obtener la imagen, ha sido "traducirlos" a sonido. Aunque en realidad no podemos escuchar a Sagitario A*, los investigadores han creado esa audición. El material que está más cerca del agujero negro se mueve más rápido y corresponde a frecuencias de sonido más altas, así que los astrónomos han realizado una especie de un escaneo, similar al de un radar, comenzando desde las 12 en punto y moviéndose en el sentido de las agujas del reloj para interpretar cómo sería el hipotético ruido que nos transmitiría.

El director del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Antxon Alberdi, recordó que Albert Einstein predijo la existencia de los agujeros negros. “Fantásticos y bellísimos experimentos en astrofísica han confirmado sus predicciones”, desde la detección de ondas gravitacionales en 2016, procedentes también de agujeros negros, hasta la imagen de 2019. ¿Por qué M87 y por qué Sagitario A*? Están situadas a la distancia adecuada”, afirmó. Los investigadores han explicado que el agujero negro de nuestra galaxia es un objeto dinámico, que está activo, variando en cada momento y que, por lo tanto, "está comiendo". Sin embargo, tiene su esfera de influencia y nosotros "estamos suficientemente alejados para no estar en peligro", dejó claro Alberdi.

Datos históricos para la física

Sin embargo, esa tranquilidad por parte de los astrónomos no quiere decir que ya lo sepamos todo sobre los agujeros negros. Nada más lejos de la realidad. El horizonte de sucesos, ese punto de no retorno en el que estos objetos se tragan, literalmente, cualquier cosa que tienen alrededor, es un gran misterio. Y sobre todo es una incógnita lo puede haber más allá, una vez que cualquier materia desaparece engullida por un agujero negro. “Quizás haya algo muy exótico, pero no lo sabemos”, señaló Thalia Traianou.

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Estudiar los agujeros negros es uno de los grandes retos de la física, porque en ellos se unen los dos grandes modelos teóricos: la relatividad general, que sirve para explicar lo que sucede a los grandes objetos, como los planetas y las galaxias, y la física cuántica, que se ocupa de lo más pequeño. Ambos parecen imposibles de reconciliar, porque no funcionan juntas, así que este tipo de avances se considera tan trascendental. "Estas observaciones sin precedentes han mejorado enormemente nuestra comprensión de lo que sucede en el centro de nuestra galaxia y ofrecen nuevos conocimientos sobre cómo los agujeros negros gigantes interactúan con su entorno”, ha destacado el científico principal del proyecto EHT. Geoffrey Bower.

En cualquier caso, el papel de España está siendo decisivo y no solo por el observatorio de Sierra Nevada. Ya en 2019 contábamos que la imagen de un agujero negro habría sido imposible sin el ingenio del español Iván Martí, científico de la Universidad de Valencia. Los registros de ALMA no eran compatibles con las de los otros telescopios debido a que la polarización de la luz es diferente en las antenas del desierto de Atacama. Los científicos se planteaban la necesidad de sustituir los receptores, lo que habría tenido un gran coste y habría provocado años de retraso. Además, se habría perdido sensibilidad, de manera que el resultado final de aquella primera imagen procedente de la de la galaxia Messier 87 habría sido de peor calidad. Sin embargo, Martí propuso cambiar la polarización por medio de software y funcionó. El resultado de hoy también es heredero de aquella idea.

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