El descubrimiento de un agujero negro supermasivo, situado en el centro de la galaxia M87, ha supuesto un antes y un después en la historia de la Astronomía y de la Ciencia.
El 10 de abril de 2019, la NASA mostró las primeras imágenes de un agujero negro. En una rueda de prensa anunciada a bombo y platillo, diversos científicos mostraron lo que podríamos llamar fotografías de un agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia M87, que se encuentra en la constelación de Virgo, a una distancia de entre 53 y 55 millones de años/luz de la Tierra. Para que podamos valorar lo que significa la verdadera magnitud de esa distancia basta con decir que cuando se produjo la imagen, que se ha dado a conocer, los dinosaurios acababan de extinguirse de nuestro planeta. En otras palabras: la imagen tiene de 53 a 55 millones de años de antigüedad, dado que ese es el tiempo que ha tardado la luz en traérnosla a nosotros.
¿Qué son los agujeros negros?
Los agujeros negros son zonas del Universo muy masivas, tanto que de ellas, debido a su alta fuerza gravitatoria, no es capaz de escapar nada, tampoco la luz, por eso los vemos negros. En su interior se produce lo que llamamos una singularidad, una zona en la que no se cumplen las leyes de la Física tal y como las conocemos. Rodeando esta zona se encuentra el conocido horizonte de sucesos, en donde la fuerza gravitatoria arrastra todo hacia el interior del agujero.
Hasta la fecha citada, se conocía de la existencia de los agujeros negros de forma teórica, gracias a las matemáticas, y más recientemente por los efectos que estos ocasionan en todo lo que hay a su alrededor. Conviene aclarar que se sabía que estos objetos celestes sólo tienen masa, momento angular y carga eléctrica; en ningún momento emiten luz, de ahí la denominación de «negros».
¿Por qué el agujero negro situado en la galaxia M87?
El agujero negro más próximo a nosotros se encuentra en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, se halla a unos 26.000 años/luz de la Tierra y es conocido por la nomenclatura Sagitario A* (Sgr A*). Sin embargo, los científicos prefirieron apuntar al situado en la galaxia M87 por ser más fácilmente analizable. A pesar de estar dos mil veces más alejado que el de nuestra galaxia, es también mil veces más masivo (tiene una masa de 6.500 millones de soles), lo que contrarresta el efecto de la distancia y tiene la contrapartida de ser visible desde abajo y no de canto, como ocurriría si analizásemos al más cercano a la Tierra.
Cabe mencionar que el diámetro del agujero negro situado en M87 es también enorme: unos 40.000 millones de km. (unas 10 veces la distancia que separa a Neptuno del Sol), lo que facilitaba su análisis desde tan larga distancia. Otro dato curioso es que su consumo energético se corresponde con la masa de un sol cada diez años. Tampoco ocupa el centro exacto de M87 (se halla a 22 años/luz), probablemente porque en el pasado otra galaxia colisionó con la suya provocando el desplazamiento.
¿Cómo se pudo fotografiar el agujero negro de M87?
Ante todo, hay que aclarar que las imágenes dadas a conocer por la NASA no son fotografías propiamente dichas, sino más bien infografías elaboradas con una tecnología conocida como Raytracing. En un posterior artículo desarrollaré en qué consiste exactamente esta técnica y las múltiples aplicaciones que se hacen de ella.
Pues bien, para elaborar las infografías se utilizaron millones de datos recabados a través de una red de radiotelescopios repartidos por todo el mundo. El proyecto, conocido con las siglas EHT (Event Horizon Telescope), convirtió a la Tierra en un gigantesco radiotelescopio que captó los efectos de gravedad sobre las ondas de radio que emite la materia justo en una zona por encima del horizonte de sucesos. Así, la gravedad del agujero negro deforma el tejido del espacio/tiempo produciendo una especie de sombra circular que define al propio agujero. Este círculo de ondas de radio fue captado por todos los radiotelescopios que apuntaban hacia allí, con una sincronización medida por relojes atómicos.
La información recibida fue descomunal (de varios Terabytes por segundo) y, al no poder ser transmitida por la red, se requirió de un avión para llevarla al centro logístico. Al final, la información acumulada y procesada ascendió a cuatro Petabytes.
Análisis de las infografías del agujero negro de M87
Observando cualquiera de las infografías vemos que, en la parte central, se aprecia un círculo negro que se corresponde con la singularidad (más al centro) y el horizonte de sucesos (un poco más al exterior, en el borde de la circunferencia). Más afuera observamos un luminoso anillo que se corresponde con polvo y la nube de gas que se van calentando a medida que caen al horizonte de sucesos. El anillo no es igual de luminoso por todas las partes (en unas lo es más que en otras) y esto se debe al conocido efecto Doppler, que condiciona que sea más luminoso en las partes que se mueven en dirección al observador, por lo que tenemos la información valiosa de saber en qué dirección rota el agujero negro.
Una nueva era
Las infografías del agujero negro de M87 no sólo son un gran hito histórico por demostrar que la teoría matemática se confirma y es real, sino que abre un nuevo camino en la observación de estos extraños objetos del cosmos que tanto tendrán que ver en las investigaciones futuras.