La primera foto de un agujero negro. "Lo que vemos en la imagen es más grande que todo nuestro Sistema Solar", señaló Heino Falcke.
Un equipo internacional de astrónomos obtuvo la primera fotografía jamás captada de un agujero negro supermasivo.
Se trata de un agujero negro en el corazón de una galaxia distante, M87 en la constelación de Virgo.
El pozo gravitacional tiene un diámetro de 40.000 millones de km, tres millones de veces más que el diámetro de la Tierra y ha sido descrito por los científicos como "un monstruo".
El agujero negro se encuentra a 500 millones de billones de km de nuestro planeta y fue fotografiado por un proyecto internacional que combinó el poder de ocho radiotelescopios alrededor del mundo.
El nombre de la iniciativa es Telescopio del Horizonte de Sucesos, Event Horizon Telescope o EHT por sus siglas en inglés, una colaboración en la que participan cerca de 200 científicos.
El profesor Heino Falcke de la Universidad Radboud en Holanda, quien propuso originalmente el experimento, dijo a la BBC que el agujero negro en la galaxia M87 es "un absoluto monstruo, el campeón de peso pesado de los agujeros negros del Universo".
Los detalles del descubrimiento fueron anunciados simultáneamente en conferencias de prensa en distintos países, y publicados este miércoles en la revista científica The Astrophysical Journal Letters.
Hace un siglo, Albert Einstein calculó que la fuerza de gravedad podía distorsionar el espacio-tiempo. Sus ecuaciones predecían que un cuerpo de altísima densidad podría esconderse detrás de un horizonte de sucesos, el límite a partir del cual la atracción del agujero negro es ineludible. Este horizonte es lo que se aprecia en la imagen recién publicada.
Aunque el agujero negro, por definición, no se puede ver, el gas que cae hacia él se calienta a millones de grados y brilla. Frente a esa iluminación de fondo se observa una silueta oscura que es la sombra del agujero negro. Todo ello aparece bastante borroso porque el tamaño de la imagen supera la resolución máxima del EHT.
El anillo luminoso que rodea al horizonte de sucesos es asimétrico porque el agujero negro está en rotación. En la región inferior, la luz se desplaza hacia el observador y aparece más brillante, mientras que en la parte superior, la luz se aleja y aparece más tenue. Esto ha permitido determinar que el agujero negro gira en sentido horario.
Las ecuaciones de la relatividad general formuladas por Einstein también predijeron que un horizonte de sucesos debería tener forma circular y tamaño proporcional a la masa del agujero negro, con lo cual esta imagen pone a prueba la célebre teoría de nuevo. La relatividad general explica el comportamiento de objetos masivos, pero es incompatible con la mecánica cuántica, que gobierna el mundo de las partículas subatómicas.
Con esta imagen, los científicos han constatado que las ecuaciones de la gravedad se sostienen incluso bajo las condiciones extremas en torno al agujero negro, y Einstein ha vuelto a salir indemne. “Hemos medido que [el horizonte de sucesos] es extremadamente circular. Concuerda muy bien con las predicciones de la relatividad de Einstein”, ha dicho en la rueda de prensa José Luis Gómez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA).
Aunque el agujero negro, por definición, no se puede ver, el gas que cae hacia él se calienta a millones de grados y brilla. Frente a esa iluminación de fondo se observa una silueta oscura que es la sombra del agujero negro. Todo ello aparece bastante borroso porque el tamaño de la imagen supera la resolución máxima del EHT.
El anillo luminoso que rodea al horizonte de sucesos es asimétrico porque el agujero negro está en rotación. En la región inferior, la luz se desplaza hacia el observador y aparece más brillante, mientras que en la parte superior, la luz se aleja y aparece más tenue. Esto ha permitido determinar que el agujero negro gira en sentido horario.
Las ecuaciones de la relatividad general formuladas por Einstein también predijeron que un horizonte de sucesos debería tener forma circular y tamaño proporcional a la masa del agujero negro, con lo cual esta imagen pone a prueba la célebre teoría de nuevo. La relatividad general explica el comportamiento de objetos masivos, pero es incompatible con la mecánica cuántica, que gobierna el mundo de las partículas subatómicas.
Con esta imagen, los científicos han constatado que las ecuaciones de la gravedad se sostienen incluso bajo las condiciones extremas en torno al agujero negro, y Einstein ha vuelto a salir indemne. “Hemos medido que [el horizonte de sucesos] es extremadamente circular. Concuerda muy bien con las predicciones de la relatividad de Einstein”, ha dicho en la rueda de prensa José Luis Gómez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA).
Un telescopio del tamaño de la Tierra
El agujero negro en el corazón de M87 está a 55 millones de años luz de la Tierra y es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol. Observarlo desde la Tierra es comparable a divisar desde la Luna una pelota de tenis en la superficie de nuestro planeta, ha dicho Iván Martí-Vidal, investigador del Instituto Geográfico Nacional. 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, los científicos escogieron detectar la luz que rodea al horizonte de sucesos en la longitud de onda de aproximadamente un milímetro. En esta banda del espectro electromagnético —entre infrarrojo y microondas— la luz puede sortear los obstáculos de gas y polvo desde el centro de la galaxia M87 hasta el Sistema Solar en la Vía Láctea.
Pero para observar el agujero negro en esa longitud de onda, sería necesario un radiotelescopio del tamaño de la Tierra. Por eso se creó la red de telescopios del EHT, que unifica los datos provenientes de antenas en EE UU, México, Chile, España y la Antártida, mediante un proceso llamado interferometría. Cuantos más observatorios se añaden, y más distanciados están, mejor magnificación y resolución del agujero negro se puede obtener al sincronizar sus observaciones.
El agujero negro en el corazón de M87 está a 55 millones de años luz de la Tierra y es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol. Observarlo desde la Tierra es comparable a divisar desde la Luna una pelota de tenis en la superficie de nuestro planeta, ha dicho Iván Martí-Vidal, investigador del Instituto Geográfico Nacional. 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, los científicos escogieron detectar la luz que rodea al horizonte de sucesos en la longitud de onda de aproximadamente un milímetro. En esta banda del espectro electromagnético —entre infrarrojo y microondas— la luz puede sortear los obstáculos de gas y polvo desde el centro de la galaxia M87 hasta el Sistema Solar en la Vía Láctea.
Pero para observar el agujero negro en esa longitud de onda, sería necesario un radiotelescopio del tamaño de la Tierra. Por eso se creó la red de telescopios del EHT, que unifica los datos provenientes de antenas en EE UU, México, Chile, España y la Antártida, mediante un proceso llamado interferometría. Cuantos más observatorios se añaden, y más distanciados están, mejor magnificación y resolución del agujero negro se puede obtener al sincronizar sus observaciones.
Dos años para revelar la ‘fotografía’
El EHT recogió en abril de 2017 los datos que han permitido construir la nueva imagen. Durante cinco días completos, los ocho radiotelescopios de la red, que incluyen el Telescopio de 30 metros de Pico Veleta en Sierra Nevada (Granada), se sincronizaron con relojes atómicos para observar el centro de la galaxia.
Las cantidades ingentes de datos recogidas por cada observatorio fueron enviadas en discos duros a una central en EE UU. Sumaban cuatro millones de gigabytes en total. Un superordenador combinó todas las observaciones, espaciando la reproducción de los distintos telescopios para tener en cuenta la diferencia horaria entre la llegada de las ondas electromagnéticas a cada uno. Luego, astrónomos e ingenieros informáticos analizaron los datos durante dos años.
Dado que los telescopios están distribuidos por todo el planeta pero no cubren la superficie entera de la Tierra —como haría realmente un telescopio gigante—, un programa de inteligencia artificial ha extrapolado los datos que faltaban para generar la imagen más probable de ser fiel a la realidad. No es una auténtica fotografía, pero es lo que más se aproxima.
Gómez destaca, además, que el EHT tomó en realidad cuatro imágenes consecutivas, los días 5, 6, 10 y 11 de abril de 2017, todas “analizadas con independencia y con la misma rigurosidad”. Las cuatro imágenes coinciden, con lo cual no cabe duda de que el agujero negro en M87 tiene la forma que muestran.
Se esperaba que en la rueda de prensa se anunciase la imagen de otro agujero negro: Sagitario A*, el cuerpo masivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Sagitario A* está a 26.000 años luz de distancia de la Tierra y, aunque tiene la masa de cuatro millones de soles, solo se estima que solo mide 24 millones de kilómetros de diámetro —17 veces más que el Sol—.
Antxon Alberdi, el director del Instituto de Astrofísica de Andalucía, ha aclarado que esta imagen no está lista por dificultades técnicas, pero “se tendrá”. “La sensibilidad de EHT va a mejorar cuando llenemos la superficie del telescopio equivalente. Eso va a ocurrir con la adición de nuevos telescopios”, dice Alberdi.
El EHT recogió en abril de 2017 los datos que han permitido construir la nueva imagen. Durante cinco días completos, los ocho radiotelescopios de la red, que incluyen el Telescopio de 30 metros de Pico Veleta en Sierra Nevada (Granada), se sincronizaron con relojes atómicos para observar el centro de la galaxia.
Las cantidades ingentes de datos recogidas por cada observatorio fueron enviadas en discos duros a una central en EE UU. Sumaban cuatro millones de gigabytes en total. Un superordenador combinó todas las observaciones, espaciando la reproducción de los distintos telescopios para tener en cuenta la diferencia horaria entre la llegada de las ondas electromagnéticas a cada uno. Luego, astrónomos e ingenieros informáticos analizaron los datos durante dos años.
Dado que los telescopios están distribuidos por todo el planeta pero no cubren la superficie entera de la Tierra —como haría realmente un telescopio gigante—, un programa de inteligencia artificial ha extrapolado los datos que faltaban para generar la imagen más probable de ser fiel a la realidad. No es una auténtica fotografía, pero es lo que más se aproxima.
Gómez destaca, además, que el EHT tomó en realidad cuatro imágenes consecutivas, los días 5, 6, 10 y 11 de abril de 2017, todas “analizadas con independencia y con la misma rigurosidad”. Las cuatro imágenes coinciden, con lo cual no cabe duda de que el agujero negro en M87 tiene la forma que muestran.
Se esperaba que en la rueda de prensa se anunciase la imagen de otro agujero negro: Sagitario A*, el cuerpo masivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Sagitario A* está a 26.000 años luz de distancia de la Tierra y, aunque tiene la masa de cuatro millones de soles, solo se estima que solo mide 24 millones de kilómetros de diámetro —17 veces más que el Sol—.
Antxon Alberdi, el director del Instituto de Astrofísica de Andalucía, ha aclarado que esta imagen no está lista por dificultades técnicas, pero “se tendrá”. “La sensibilidad de EHT va a mejorar cuando llenemos la superficie del telescopio equivalente. Eso va a ocurrir con la adición de nuevos telescopios”, dice Alberdi.
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