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Ciencia, Opinión / 10 de abril de 2019

Agujero negro: la sombra de un gigante, retratada por primera vez en la historia

Cómo se logró captar y las dificultades para hacerlo. La confirmación de la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein.

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agujero negro
Imagen del agujero negro del centro de la galaxia M87, observada por la Colaboración EHT en abril de 2017 y anunciada hoy, 10 de abril de 2019

Haber logrado “ver lo invisible”. Así se refirió hoy Sheperd Doeleman, director de la colaboración científica Event Horizon Telescope (EHT), al logro que su equipo anunció esta mañana (10 de abril) en conferencia de prensa simultánea alrededor del mundo. Lo que la colaboración EHT logró es ver, por primera vez en la historia, la imagen de un agujero negro.

Luego de dos años de procesamiento de imágenes tomadas por muchos radiotelescopios trabajando en tándem, Doeleman y su equipo lograron producir una imagen sorprendentemente nítida a partir de las observaciones de abril de 2017. La imagen corresponde al agujero negro supermasivo que habita el centro de la galaxia Messier 87 (M87), ubicada en la constelación de Virgo, a más de 53 millones de años luz de nosotros. Esto significa que lo que EHT ha logrado ver es, en efecto, la imagen de un único astro perteneciente a una galaxia ajena.

El agujero negro del centro de M87 tiene una enorme masa, de varios miles de millones de veces la masa de nuestro sol. Su tamaño es similar al de la órbita del planeta Saturno, lo que podría parecernos mucho pero que empalidece ante la enorme distancia que nos separa de M87. Esto significa que la amplitud angular de la imagen que se logró adquirir es pequeñísima; son tan solo unos pocos microsegundos de arco, equivalente a intentar ver una pelota de golf en la superficie de la luna. Es un logro sin precedentes.

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Para observar una imagen tan pequeña, EHT tuvo que convertir a nuestro planeta en un gran radiotelescopio virtual formado por muchísimos radiotelescopios individuales que trabajan en tándem de manera orgánica en diferentes partes del mundo: en la Antártida, California, Chile, Groenlandia, … Sincronizar los radiotelescopios demandó de altísima tecnología, involucrando relojes atómicos y sofisticados sistemas de adquisición de datos.

La razón fundamental por la se necesita de tantos radiotelescopios es lo que se conoce como poder resolvente: toda observación de una imagen pequeña con un telescopio produce una distorsión de la imagen que es debida a la naturaleza ondulatoria de la luz. Esta distorsión depende tanto de la frecuencia de la luz observada (del color) como del tamaño del telescopio. La frecuencia en la que estos radiotelescopios observan es aproximadamente 350 Giga Hertz, y lo que se pretende observar es tan pequeño que obtener una imagen nítida de él a tal frecuencia requiere de un telescopio del tamaño del planeta Tierra. Esto hace imprescindible el funcionamiento conjunto de varios observatorios distribuidos alrededor del globo.

Los agujeros negros son una predicción de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Según esta teoría, la concentración de una gran cantidad de masa en una región reducida del espacio genera un campo gravitatorio tan intenso que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de dicha región. Un astro con una densidad tal luciría desde el exterior completamente negro.

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Asimismo, su enorme campo gravitatorio produciría una desviación apreciable de la luz que pasara cerca de él. Esto implica que, aunque el agujero negro no pueda ser visto per se, sí pueda ser vista su sombra recortada sobre el halo de luz que viene de atrás de él. Es esto lo que EHT presentó hoy: la primera fotografía de la sombra de un agujero negro. Analizando con precisión la forma de esa sombra uno puede, en principio, inferir propiedades del agujero negro. Incluso, uno puede usar el escrutinio de la forma de la sombra para poner a prueba las predicciones de la teoría de la relatividad. La forma de la imagen del agujero negro presentada esta mañana por EHT resulta ser totalmente compatible con las predicciones de la teoría de Einstein.

* Gaston Giribet es Profesor del Departamento de Física de la Universidad de Buenos Aires (FCEyN-UBA) e Investigador Principal del CONICET.