La colaboración global EHT, la misma que en 2019 dio al mundo la primera evidencia visual directa de estos misteriosos objetos astronómicos, hoy ofrece la de aquel que habita en el corazón de la Vía Láctea. Trabajo mundial que cuenta con aportes entregados desde Astronomía UdeC.
La primera evidencia visual directa del agujero negro supermasivo que está en el corazón de la Vía Láctea, nuestra galaxia, es la que han ofrecido hoy al mundo astrónomos y astrónomas de diversos países que contribuyeron a su producción realizada en el marco del trabajo del equipo global “Colaboración del Telescopio del Horizonte de Eventos” (Event Horizon Telescope Collaboration-EHT), incluyendo aportes de investigadores del Departamento de Astronomía de la Universidad de Concepción (UdeC).
Se trata del mismo grupo que durante 2019 sorprendió al planeta tras producir y revelar la primera imagen de un agujero negro supermasivo de la historia, específicamente del llamado M87* que habita al centro de la galaxia elíptica gigante Messier 87, y del que Astronomía UdeC es miembro fundador en Chile como la única universidad de Centro y Sudamérica vinculada al EHT. El telescopio toma su nombre del “horizonte de eventos”, que es el límite del agujero negro más allá del cual no puede escapar la luz.
La última asombrosa noticia se ha dado a conocer esta mañana a través de conferencias de prensa simultáneas en todo el globo, incluyendo en la sede del Observatorio Alma en Chile, uno de los radiotelescopios implicados en la conformación del EHT, que combina ocho instrumentos situados en distintos sitios para formar un telescopio virtual del tamaño del planeta y de resolución sin precedentes.
El resultado entrega evidencias contundentes de que el objeto conocido como Sagitario A* o Sgr A* que está al centro de la Vía Láctea es un agujero negro y pistas valiosas sobre el funcionamiento de estos objetos astronómicos que, según se postula, residen al centro de la mayoría de las galaxias. La imagen que se produjo ofrece, finalmente, el aspecto real del enorme objeto. Y es que científicos ya habían estudiado estrellas orbitando alrededor de algo invisible, compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea; evidencias que permitían postular que Sgr A* es un agujero negro y ello se corrobora con la imagen publicada ahora como evidencia concreta e irrefutable, salida a la luz en un número especial de la revista The Astrophysical Journal Letters.
Colaboración EHT
“Lo sorprendente es lo bien que coincide el tamaño del anillo con las predicciones de la teoría de la Relatividad General de Einstein“, ha declarado el científico del proyecto EHT Geoffrey Bower del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taipei. “Estas observaciones sin precedentes representan un gran paso adelante en nuestro conocimiento de lo que sucede en el centro mismo de nuestra galaxia, y ofrecen nueva información sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno“, sostuvo.
En este sentido, es importante saber que el agujero negro no se puede ver en sí mismo al ser completamente oscuro, pero sí se puede ver el gas resplandeciente que lo rodea y que da un indicador inequívoco: una región central oscura (llamada “sombra”) rodeada por una estructura brillante en forma de anillo. Lo que la nueva imagen capta es la luz curvada por la poderosa gravedad del agujero negro, cuya masa es cuatro millones de veces la de nuestro Sol.
Como el agujero negro está a unos 27 mil años luz de la Tierra, hace percibir que tiene en el cielo el mismo tamaño que tendría una dona o rosquilla en la Luna. Para obtener su imagen, el equipo del EHT creó una red de ocho radio observatorios, que en su origen fueron construidos con otros fines, para observar a Sgr A* a lo largo de varias noches, recopilando datos durante muchas horas seguidas tal como una cámara fotográfica tradicional haría una imagen con un tiempo de exposición largo.
Y los dos agujeros negros cuyas imágenes ha producido la colaboración del EHT tienen un aspecto notablemente similar, pese a que el del centro de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño y ligero que M87*. “Tenemos dos tipos de galaxias completamente diferentes y dos masas de agujeros negros muy distintas, pero cerca del borde de estos agujeros negros ambos son asombrosamente similares“, dijo Sera Markoff, vicepresidenta del Consejo Científico del EHT y profesora de Astrofísica Teórica en la Universidad de Ámsterdam en Países Bajos. “Esto nos dice que la Relatividad General es la que domina estos objetos a pequeña escala y cualquier diferencia que veamos a escalas mayores se debe a diferencias en el material que rodea a los agujeros negros“, resaltó.
Desde allí se aborda la complejidad de la titánica tarea de lograr una imagen, donde la de Sgr A* fue muchísimo más difícil que la de M87*, inclusive aunque está más cerca de nosotros en la Tierra y que el equipo del EHT tenía a su haber el hito de obtener la imagen que dio la primera evidencia visual directa para comprobar la existencia de los agujeros negros. “El gas en las proximidades de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad, casi tan rápido como la luz, alrededor de Sgr A* y M87*. Pero, mientras que el gas tarda entre días y semanas en orbitar alrededor de M87*, en Sgr A* completa una órbita en cuestión de minutos. El primero es mucho mayor que el segundo. Esto significa que el brillo y la configuración del gas alrededor de Sgr A* estaba cambiando rápidamente mientras la Colaboración EHT lo observaba, un poco como tratar de obtener una foto nítida de un cachorro que da vueltas persiguiendo su cola”, ha explicado al respecto el científico del EHT Chi-kwan Chan, investigador del Observatorio Steward y del Departamento de Astronomía y del Instituto de Ciencia de Datos de la Universidad de Arizona en Estados Unidos.
En efecto, los investigadores tuvieron que desarrollar nuevas y sofisticadas herramientas que tuvieran en cuenta el movimiento del gas alrededor de Sgr A*. Mientras que M87* era un objetivo más fácil y estable, ya que casi todas las imágenes tenían el mismo aspecto, aquel no fue el caso de Sgr A*. La imagen del agujero negro Sgr A* es un promedio de las diferentes imágenes obtenidas por el equipo a partir de sus observaciones de 2017, revelando por fin el gigante que acecha en el centro de nuestra galaxia por primera vez.
Los científicos están especialmente satisfechos por tener por fin imágenes de dos agujeros negros de tamaños muy diferentes, lo que ofrece la oportunidad de entender cómo se comparan y contrastan. También han comenzado a utilizar los nuevos datos para probar teorías y modelos sobre el comportamiento del gas alrededor de los agujeros negros supermasivos. Este proceso aún no se comprende del todo, pero se cree que desempeña un papel clave en la formación y evolución de las galaxias. “Ahora podemos estudiar las diferencias entre estos dos agujeros negros supermasivos para obtener nuevas y valiosas pistas sobre el funcionamiento de este importante proceso“, resaltó en esta materia Keiichi Asada, integrante del EHT y del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taipei. “Tenemos imágenes de dos agujeros negros, uno extremadamente grande y otro extremadamente pequeño entre los agujeros negros supermasivos del Universo, por lo que podemos ir mucho más lejos que nunca en la comprobación de cómo se comporta la gravedad en estos casos extremos“, afirmó.
Y los avances en el EHT siguen. Por ejemplo, una gran campaña de observación en marzo de 2022 incluyó más telescopios que nunca. La continua ampliación de la red del EHT y las importantes actualizaciones tecnológicas permitirán a las y los científicos obtener más y mejores imágenes, así como videos de agujeros negros en un futuro próximo.
Departamento de Astronomía UdeC
La nueva imagen de un agujero negro ha sido posible gracias al esfuerzo y talento de más de 300 investigadores e investigadoras de más de 80 instituciones de todo el mundo, quienes en conjunto juntos forman a la Colaboración EHT.
Además de desarrollar complejas herramientas para superar los retos planteados para obtener imágenes de Sgr A*, el equipo trabajó rigurosamente durante cinco años utilizando supercomputadoras para combinar y analizar sus datos. Todo, mientras compilaban una biblioteca sin precedentes de simulaciones de agujeros negros para compararlos con las observaciones.
Y Astronomía UdeC con parte de sus expertos ha participado desde los inicios del EHT, contribuyendo en todas las etapas y resultados difundidos de este magno proyecto global en los años recientes. En ello se destaca la participación directa del postdoctorado Venkatessh Ramakrishnan y de los ex postdoctorados Jay Blanchard y Nestor Lasso, además del doctor Neil Nagar, quien actualmente es el director del Departamento y lidera al Núcleo Milenio Titans, que involucra también a distintas universidades del país.
Al respecto, el doctor Nagar resaltó que están “jugando un papel principal” desde la UdeC y a través de Titans “en identificar y observar los mejores candidatos adicionales en los que el EHT puede obtener nuevas imágenes de agujeros negros” en próximos años. “Estamos jugando un fuerte rol en diseñar y permitir una nueva generación EHT”, manifestó.
Para más información sobre la nueva generación del EHT en este link. En tanto, la página oficial del EHT está accesible aquí.