Imagen del agujero negro de la Vía Láctea: hito con aporte UdeC

Ayer se dio a conocer histórico resultado tras cinco años de trabajo del consorcio EHT, que en 2019 reveló la primera evidencia visual de los cuerpos más masivos del Cosmos y repitió la hazaña con el del centro de nuestra galaxia.

La colaboración global Event Horizon Telescope Collaboration-EHT (Telescopio del Horizonte de Eventos, en español) volvió a hacer historia y a despertar al mundo con una noticia sorprendente: la mañana de ayer reveló la primera imagen del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, conocido como Sagitario A o Sgr A. Así, repite la hazaña científica-astronómica de 2019 cuando mostró la primera imagen de un agujero negro supermasivo, específicamente el M87 que habita al centro de la galaxia elíptica gigante Messier 87.

Los hitos son resultado del talento y esfuerzo de largo aliento de más de 300 investigadores de más de 80 instituciones de todo el mundo que integran la red, destacándose la contribución desde los inicios del magno proyecto de científicos del Departamento de Astronomía de la Universidad de Concepción (UdeC), lo que le hace la única universidad de Centro y Sudamérica implicada en el consorcio EHT.

Desde Astronomía UdeC se resalta la participación directa del investigador postdoctoral Venkatessh Ramakrishnan y del doctor Neil Nagar, actualmente director del Departamento y líder del Núcleo Milenio Titans, en el que también están involucradas las universidades de Chile, de Valparaíso y Católica. Además, han estado implicados los ex postdoctorantes Jay Blanchard y Nestor Lasso.

Esfuerzo planetario

El EHT toma su nombre del “horizonte de eventos”, límite del agujero negro más allá del cual no puede escapar la luz, y combina a ocho instrumentos observacionales situados en distintos puntos que, al integrarse, conforman un telescopio virtual del tamaño de la Tierra y con una resolución sin precedentes. Estos incluyen a los radiotelescopios Alma y Apex, liderados por entidades internacionales e instalados en el Desierto de Atacama.

Según relata el doctor Venkatessh Ramakrishnan, también posdoctorante en la Universidad de Turky en Finlandia, los datos observacionales que han posibilitado materializar los hitos en forma de imágenes de agujeros negros datan de 2017 y destaca que desde la UdeC han tenido especial involucramiento en las observaciones hechas por Apex, el mayor telescopio de ondas submilimétricas que opera en el hemisferio sur.

De ahí que para lograr la imagen de Sgr A, los científicos del consorcio EHT han trabajado por cinco años, lo que implica desarrollar sofisticadas herramientas para procesar la información y dar forma al resultado que asombra a la sociedad. La imagen que revela al agujero negro al centro de la Vía Láctea es un promedio de diferentes imágenes obtenidas por los distintos radiotelescopios en observaciones realizadas durante varias noches y por muchas horas seguidas.

En este sentido, el doctor Ramakrishnan destaca la contribución de las ciencias astronómicas UdeC en el cruce de todos los datos para llegar al histórico resultado. Tarea que “incluye combinar todos los datos tomados de varios telescopios que son parte de la red del EHT. Una vez que eso está hecho debemos calibrarlos para llevarlos a un solo ajuste, y luego creamos una imagen”, detalla. “Adicionalmente, nuestros resultados involucran la interpretación teórica de la imagen, lo cual incluye estudiar el rol de la física de plasmas y la relatividad general, entre otras”, precisa el investigador.

Es que el agujero negro no se puede ver por ser completamente oscuro, pero sí es posible ver el gas resplandeciente que le rodea y muestra una región central oscura llamada “sombra” y la rodea una estructura brillante en forma de anillo. Es un indicador inequívoco y es dicha luz curvada por la poderosa gravedad del agujero negro lo que capta la nueva imagen.

EHT, agujeros negros y Astronomía UdeC para comprender el Universo

El Premio Nobel de Física 2020 se dedicó a los agujeros negros, laureando al británico Roger Penrose que predijo la existencia de estos objetos desde la teoría general de la relatividad publicada en 1915 por Albert Einstein, mientras que la estadounidense Andrea Ghez y el alemán Reinhard Genzel por ser quienes detectaron la presencia del objeto en la Vía Láctea que se conoce como Sagitario A.

La imagen revelada ayer ofrece su aspecto real, siendo la primera evidencia visual, directa y robusta del objeto y también de que es un agujero negro. Ello, porque estudios previos sobre la órbita de las estrellas alrededor de algo invisible, compacto y muy masivo en el corazón de la galaxia permitían postular que era uno de estos objetos. La imagen, además, añade pistas valiosas para profundizar los conocimientos sobre el funcionamiento de estos cuerpos compactos y considerados los más masivos del Cosmos, que residirían al centro de la mayoría de las galaxias.

Nuevas necesarias evidencias

Ahí lo trascendente de obtener la nueva evidencia que se suma a la histórica primera imagen de un agujero negro. “Hay muchas teorías que tenemos que enfrentar y mucho más que queremos conocer sobre agujeros negros. Y con uno solo no es suficiente”, manifiesta el doctor Neil Nagar si alguien se pregunta para qué tener otra imagen si ya había una. Por eso, sostiene “no sólo es importante conocer dos, la verdad es que queremos hacer muchas más (imágenes)”, ya que cada vez que se logren más evidencias visuales más se aprenderá, pues “cada agujero negro es distinto en su masa, en el monto de material que cae dentro, en el mecanismo de caída o en que se lanzan chorros, porque algunos lanzan y otros no”, aclara. “Con la diversidad de agujeros negros podemos aprender mucho más de la física”, apunta. En M87 y Sagitario A se refleja ello.

Por un lado, el director de Astronomía UdeC explica que “la diferencia entre ambas imágenes y agujeros es que tienen masas muy diferentes, el M87 es mil veces más masivo o grande en su horizonte de eventos, lanza un chorro muy fuerte y el de nuestra Vía Láctea es menos masivo, no lanza un chorro tan grande y es más dinámico”. M87 está a 55 millones de años luz de la Vía Láctea y tiene miles de millones de veces la masa de nuestro Sol, mientras Sagitario A está a 27 millones de años luz de la Tierra dentro de nuestra galaxia y su masa es cuatro millones de veces la de nuestra gran estrella. El más masivo es también más estable y el gas alrededor orbita de manera más lenta, pero para el agujero negro de nuestra galaxia la órbita es cuantiosamente más vertiginosa, por lo que su configuración cambiaba así de rápido mientras EHT observaba.

No obstante, ambos cuerpos son muy similares en su borde, lo que permite a los científicos afirmar que la relatividad general les domina a pequeña escala, teniendo cada vez más evidencias para investigar, profundizar y entender más a esta teoría y otras igual de importantes para las ciencias físicas, astronómicas y naturales, relevan Venkatessh Ramakrishnan y Neil Nagar.

Al respecto, es importante saber que el efecto de la relatividad general es responsable de la curvatura de los rayos de luz al pasar por un cuerpo masivo. Y sólo sería posible de observar con el EHT al agujero negro supermasivo, debido a que por su enorme fuerza gravitacional curvan el espacio-tiempo.

Aporte UdeC y futuro

A partir de lo planteado, destacan los vitales proyectos que lideran en el marco de una significativa participación del consorcio EHT, muy de la mano del Núcleo Milenio Titans y que pudieran resultar en una tercera, cuarta, quinta, décima y hasta decenas de nuevas imágenes a futuro, afirma el doctor Nagar. “Esperamos anunciar tantos descubrimientos de este tipo como sea posible en los próximos años o siguientes décadas”, manifiesta el doctor Ramakrishnan.

Anhelo que también expresa, por lo que significa para la astrofísica y la comprensión del Universo, el doctor Rodrigo Herrera, investigador de Titans y académico encargado de Extensión de Astronomía UdeC donde está el Grupo Asociado al Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Chile que él mismo lidera y cuyo patrocinador es Reinhard Genzel, con quien trabajó durante sus años de estudios postdoctorales en Alemania.

Al respecto, aclara que “los agujeros negros siguen siendo uno de los objetos más importantes y a la vez misteriosos de nuestro Universo” y que “sabemos que en la mayoría de las galaxias, si no en todas, existe un agujero negro supermasivo en el centro que ha sido clave, tanto para la formación como su evolución”. “Por lo tanto, imágenes como las que obtuvo el Telescopio Horizonte de Eventos son clave para poder entender de mejor manera las propiedades de estos objetos supercompactos y masivos en el centro de galaxias, y a la vez poder entender cuál ha sido su rol en la formación de estas y el efecto en el vecindario del centro galáctico donde habitan”, concluye.