Los astrónomos esperan captar directamente la imagen de un agujero negro a partir de mañana

Los astrónomos quieren obtener una imagen del corazón de nuestra galaxia por primera vez. Una colaboración global de radiotelescopios se usará para tomar una mirada detallada al agujero negro que se supone que se encuentra allí en el centro galáctico. El telescopio Event Horizon enlazará varios observatorios de todo el mundo para formar un enorme telescopio, desde Europa pasando por Chile y Hawai hasta el Polo Sur. El telescopio IRAM de 30 metros será la única estación en Europa que participará en la campaña de observación. El Instituto Max Planck de Radioastronomía también está involucrado en las mediciones, que se llevarán a cabo del 4 al 14 de abril inicialmente.

A finales del siglo XVIII, los naturalistas John Mitchell y Pierre Simon de Laplace ya estaban especulando sobre “estrellas oscuras” cuya gravedad es tan fuerte que la luz no puede escapar de ellas. Las ideas de los dos investigadores todavía estaban dentro de los límites de la teoría gravitacional newtoniana y de la teoría corpuscular de la luz. A principios del siglo XX, Albert Einstein revolucionó nuestra comprensión de la gravitación y por lo tanto de la materia, el espacio y el tiempo con su Teoría General de la Relatividad. Y Einstein también describió el concepto de agujeros negros.

Estos objetos tienen una masa tan grande y compacta que ni la luz puede escapar de ellos. Por lo tanto, siguen siendo negros y es imposible observarlos directamente. Los investigadores han demostrado la existencia de estas trampas gravitacionales indirectamente: midiendo las ondas gravitacionales de los agujeros negros que chocan o detectando la fuerza gravitacional fuerte que ejercen en su vecindad cósmica, por ejemplo. Esta fuerza es la razón por la cual las estrellas que se mueven a gran velocidad orbitan un centro gravitacional invisible, como sucede en el corazón de nuestra galaxia, por ejemplo.

Sin embargo, también es posible observar directamente un agujero negro. Los científicos llaman a la frontera alrededor de este objeto exótico, más allá de la cual la luz y la materia son ineludiblemente absorbidas, el horizonte del evento. En el mismo momento en que la materia pasa por este límite, la teoría afirma que emite radiación intensa, una especie de “grito de muerte” y, por tanto, un último registro de su existencia. Esta radiación puede ser registrada como ondas de radio en el rango de milímetros, entre otras. En consecuencia, debería ser posible observar el horizonte de eventos de un agujero negro.

El Telescopio Event Horizon (EHT) pretende hacer precisamente esto. Uno de los objetivos principales del proyecto es el agujero negro en el centro de nuestra Vía Láctea, que está a unos 26.000 años luz de distancia de la Tierra y tiene una masa aproximadamente equivalente a 4.5 millones de masas solares. Puesto que está tan lejos, el objeto aparece en un ángulo extremadamente pequeño.

Una solución a este problema se ofrece gracias a la interferometría. El principio detrás de esta técnica es la siguiente: en lugar de utilizar un enorme telescopio, varios observatorios se combinan como si fueran pequeños componentes de una única antena gigantesca. De esta manera los científicos pueden simular un telescopio que corresponde a la circunferencia de nuestra Tierra. Ellos quieren hacer esto porque cuanto más grande sea el telescopio, más finos serán los detalles que se pueden observar; la llamada resolución angular aumenta.

El proyecto EHT aprovecha esta técnica observacional y en abril se realizarán observaciones a una frecuencia de 230 gigahertz, correspondiente a una longitud de onda de 1,3 milímetros, en modo interferometría. La resolución angular máxima de este radiotelescopio global es de unos 26 micro-segundos de arco. Para hacernos una idea esto corresponde al tamaño de una pelota de golf en la Luna o a la anchura de un cabello humano visto desde una distancia de 500 kilómetros.

Estas mediciones están en el límite de lo observable y sólo son posibles en condiciones óptimas, es decir, en altitudes secas y altas. Estos son ofrecidos por el observatorio IRAM, parcialmente financiado por la Sociedad Max Planck, con su antena de 30 metros en el Pico Veleta, un pico de 2800 metros de altura ubicado en Sierra Nevada de España. Su sensibilidad es superada sólo por el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), que consta de 64 telescopios individuales y miran hacia el espacio desde la meseta de Chajnantor a una altitud de 5000 metros en los Andes chilenos. La meseta es también el hogar de la antena conocida como APEX, que es similarmente parte del proyecto EHT y es administrado por el Instituto Max Planck de Radio Astronomía.

El Instituto Max Planck también está involucrado en el procesamiento de datos para el Telescopio Event Horizon. Los investigadores usarán dos supercomputadores (correladores) para esto; uno está situado en Bonn, y el otro en el Haystack Observatory en Massachusetts en los EEUU. La intención es que las computadoras no sólo evalúen los datos del agujero negro galáctico. Durante la campaña de observación del 4 al 14 de abril, los astrónomos quieren examinar de cerca otros cinco objetos: las galaxias M87, Centaurus A y NGC 1052, así como los cuásares conocidos como OJ 287 y 3C279.

A partir de 2018, otro observatorio se sumará al proyecto EHT: NOEMA, el segundo observatorio del IRAM en la meseta de Bure, en los Alpes franceses. Con sus diez antenas de alta sensibilidad, NOEMA será el telescopio más potente de la colaboración en el hemisferio norte.

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