En el fondo del agujero negro

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En el fondo del agujero negro

Conocer qué es un agujero negro, la razón de su nombre y la importancia de obtener una imagen son algunas respuestas que entregan los expertos.

AFP
AFP
Primera imagen de un agujero negro publicada el pasado miércoles, tras un trabajo a escala mundial. AFP

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Conocer qué es un agujero negro, la razón de su nombre y la importancia de obtener una imagen son algunas respuestas que entregan los expertos.

Un círculo extremadamente oscuro rodeado de un halo rojo. Esa fue la imagen en la portada de la mayoría de medios de comunicación a nivel mundial esta semana. ¿La razón? Se trataba de una imagen histórica, era el primer registro gráfico de un agujero negro.

En torno a esto han surgido cuestionamientos, algunos lo han relacionado con aquellos mostrados por Hollywood, otros lo han convertido en meme, pero lo cierto es que se ha tratado de una noticia científica que todos han comentado.

La imagen fue realizada gracias a una colaboración internacional llamada Telescopio del Horizonte de Sucesos (o Event Horizon Telescope, EHT, en inglés), que reagrupa a casi una decena de radiotelescopios en el mundo, desde Europa hasta el Polo Sur, pasando por Chile y Hawái.

Combinando estos observatorios, como si fueran pequeños fragmentos de uno gigante mediante una técnica llamada interferometría, los astrónomos pudieron disponer de un observatorio virtual del tamaño de la Tierra, con el que se “podría leer desde Nueva York un periódico abierto en París”, según Frédéric Gueth, astrónomo y director adjunto del Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) en Europa, participante en la investigación.

Con este tipo de instrumentos, las observaciones se realizan a ciegas y los astrónomos no tienen forma de saber si funcionó.

Siguió más de un año de trabajo para convertir los datos en imagen. “Para mayor seguridad, el trabajo fue realizado cuatro veces, por otros tantos equipos diferentes”, según Gueth.

Todos obtienen la misma imagen, la que ahora da la vuelta al mundo y seguirá siendo objeto de estudio. 

Es por ello que se hace importante conocer en detalle qué es un agujero negro, cómo se realizó este proceso y una historia que ha cautivado a más de uno, la de Katie Bouman, de 29 años, creadora del algoritmo que permitió que se produjera la imagen.

¿Qué es?

Un agujero negro es un objeto celeste que posee una masa extremadamente importante en un volumen muy pequeño. Como si la Tierra estuviera comprimida en un dedal o el sol únicamente midiera 6 km de diámetro, explicó Guy Perrin, astrónomo del Observatorio de París-PSL.

Según la ley de la relatividad general publicada en 1915 por Albert Einstein, que permite explicar su funcionamiento, la atracción gravitacional de estos “monstruos” cósmicos es tal que no se les escapa nada: ni la materia, ni la luz, sea cual sea su longitud de onda.

Por lo tanto, no se pueden observar directamente. Además, la fuerza de gravedad que emana del agujero negro es tan fenomenal que no se ha logrado recrear en laboratorio.

¿Cómo fue posible?

Durante las observaciones del Telescopio del Horizonte de Sucesos (o Event Horizon Telescope, EHT, en inglés), todos los telescopios milimétricos del planeta se unieron para realizar la misma observación, rigurosamente al mismo tiempo.

Combinando todos los telescopios, una técnica denominada interferometría, se obtiene una antena virtual con un tamaño equivalente al de la Tierra.

La unidad milimétrica resulta ser la mejor longitud de onda para el estudio de los agujeros negros puesto que atraviesa la nube de polvo que los rodea. Lo que no es el caso, por ejemplo, del infrarrojo.

 

¿Qué se ve en la imagen?

"Por definición, un agujero negro no puede verse. Y nunca se podrá ver.

Pero sabemos que el disco de acreción --la materia que rodea el agujeronegro y que comprende gas extremadamente caliente y restos de estrellas descompuestas por el entorno gravitacional-- es relativamente brillante.

Esta materia puede ser detectada antes de ser engullida por el agujero negro. La idea era pues observar el agujero negro por contraste.

Lo que vemos en la imagen es la sombra del punto de 'no retorno' (bautizada horizonte de los sucesos) de un agujero negro sobre el disco de acreción brillante.

Estas observaciones permitieron determinar que el agujero negro supermasivo de la galaxia M87 tenía una masa 6.500 millones de veces superior a la del sol, un radio de 22 microsegundos de arco y que giraba en el sentido de las agujas del reloj.

Desde la Tierra, lo vemos a 60º." 

¿Por qué se llama así?

El físico John Archibald Wheeler inventó el término agujero negro en la década de 1960. “En realidad, los agujeros negros no son ni agujeros, ni negros... Son esferas que resplandecen. Pero desde luego, su nombre influye en el imaginario colectivo”, dice la francesa Florence Porcel, dedicada a la divulgación científica.

¿Qué viene después?

El Telescopio del Horizonte de Sucesos seguirá evolucionando en los próximos años, sobre todo con la integración de nuevos telescopios al proyecto: Noema, la segunda estación más sensible, implantada en los Alpes franceses, y el Greenland, en Groenlandia.  

Esta imagen publicada confirma claramente los modelos de agujeros negros en rotación. Observamos exactamente lo que los expertos habían previsto. “Esto nos satisface”, aseguraron.

La clave ahora será definir la densidad exacta de la materia que hay en torno al agujero negro, comprender mejor el campo magnético cuyo papel es fundamental y la manera en que gira la materia en el disco, plantearon los investigadores.

Katie Bouman y el algoritmo para verlo

La investigadora estadounidense Katie Bouman se convirtió en una estrella mundial después de la publicación el miércoles de la primera imagen de un agujero negro, que fue posible gracias a un algoritmo que ella misma diseñó.

“Observo incrédula mientras la primera imagen que hice de un agujero negro va tomando forma”, escribió el miércoles esta chica de 29 años en su página de Facebook.

Katie Bouman desarrolló en 2016 el algoritmo llamado CHIRP, que permitió crear una imagen a partir de los cuatro petabytes (4 millones de bytes) de datos recopilados por ocho telescopios en el mundo, agrupados dentro del proyecto Event Horizon Telescope.

El volumen de datos fue tal que obligó a reunir físicamente todos los discos duros utilizados, varios cientos de kilos de material, en un mismo lugar, en Westford, Massachusetts, donde se encuentra el observatorio Haystack dependiente de la universidad científica Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

Para asegurarse de que la imagen no estuviera basada en una reconstrucción errónea, el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, basado en la Universidad de Harvard (Massachusetts), formó cuatro equipos diferentes.

Cada equipo utilizó el algoritmo para obtener una imagen. Después de un mes de trabajo, los cuatro grupos presentaron sus resultados a los restantes. “Cuando vi que todos los equipos tenían imágenes muy similares, fue el momento más feliz que he tenido”, dijo al Wall Street Journal.

 

 

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