Un horizonte de sucesos es el punto sin retorno, una región esférica que rodea las fauces abiertas de un agujero negro más allá de la cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar. No tenemos idea de los misterios que hay dentro, pero sabemos que nuestro universo termina abruptamente en este límite aterrador hacia lo desconocido.
Ahora, después de dos décadas de colaboración internacional, algunos de los radiotelescopios más poderosos del mundo han capturado una imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro supermasivo. Al hacerlo, demostraron que las predicciones que surgen de la teoría de la relatividad general de Einstein son válidas incluso en el entorno cósmico más extremo posible.
El agujero negro de la imagen acecha en el centro de la masiva galaxia elíptica Messier 87 (M87) en la constelación de Virgo, a unos 55 millones de años luz de distancia. El lanzamiento de la imagen fue muy esperado en todo el mundo y se publicó en varios estudios que aparecen en la revista Astrophysical Journal Letters .
Los agujeros negros supermasivos dictan la evolución de las galaxias que habitan, por lo que una mirada directa al horizonte de eventos de este podría abrir una nueva ventana de comprensión sobre cómo funcionan estos gigantes. Y este monstruoso objeto es todo un espécimen: tiene una enorme masa de 6.500 millones de soles, todos apiñados en un horizonte de eventos que mide casi medio día luz de diámetro.
En el horizonte de eventos de M87
A pesar de su increíble tamaño y masa, ningún telescopio del planeta podría capturar su retrato. Simplemente está demasiado lejos para resolverlo. Para remediar esto, los astrónomos utilizaron un método conocido como interferometría de línea de base muy larga para combinar el poder de observación colectiva de ocho de los radiotelescopios más poderosos del mundo para hacer el trabajo. El Event Horizon Telescope (EHT ) es un telescopio virtual tan ancho como nuestro planeta, y lo suficientemente poderoso como para capturar el primer vistazo de uno de los agujeros negros más masivos que se sabe que existen.
"Hemos tomado la primera fotografía de un agujero negro", dijo en un comunicado el director del proyecto EHT, Sheperd S. Doeleman, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica . "Esta es una hazaña científica extraordinaria lograda por un equipo de más de 200 investigadores".
Aunque los agujeros negros son, bueno, negros, si hubiera alguna materia cerca del horizonte de sucesos, la fricción extrema en el entorno relativista arrancará electrones de los átomos, creando una poderosa exhibición de fuegos artificiales. Es por eso que la primera imagen del EHT muestra un círculo oscuro rodeado por un anillo brillante de emisiones. Estas emisiones se producen justo fuera del horizonte de eventos del agujero negro, donde los gases extremadamente calientes que lo orbitan se calientan a varios miles de millones de grados Kelvin, y el horizonte de eventos en sí aparece como un disco oscuro recortado sobre un fondo brillante, características que confirman lo teórico los físicos predijeron en el período previo a la actualidad.
"La confrontación de la teoría con las observaciones es siempre un momento dramático para un teórico", dijo el miembro de la junta de EHT Luciano Rezzolla de Goethe Universität, Alemania, en un comunicado de ESO . "Fue un alivio y un orgullo darme cuenta de que las observaciones coincidieron tan bien con nuestras predicciones".
Este es posiblemente el resultado más profundo de la observación del EHT. Todas las predicciones teóricas de lo que podría ver el EHT se basan en el marco de la relatividad general de Einstein, una teoría que ha demostrado ser sólida desde su formulación hace más de 100 años. Al ver esta primera imagen, los físicos comentaron con qué precisión la realidad del horizonte de sucesos de un agujero negro coincide con las predicciones de la relatividad general.
Una nueva era de la astronomía de agujeros negros
Esta primera imagen es solo eso, la primera.
La colaboración EHT continuará observando M87 y un segundo objetivo, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, un objeto de 4 millones de masas solares llamado Sagitario A *.
Contrariamente a la intuición, aunque Sagitario A * está comparativamente cerca (solo a 25,000 años luz de distancia, 2,000 veces más cerca de nosotros que M87), tiene un conjunto diferente de desafíos. Un problema es que como Sagitario A * es más pequeño, sus emisiones varían en escalas de tiempo más cortas que el monstruoso agujero negro de M87, lo que dificulta las observaciones. Además, como estamos incrustados dentro del disco de nuestra galaxia, que contiene una gran cantidad de polvo interestelar, la señal del EHT sufre más dispersión, lo que dificulta su resolución. Como la mayor parte del espacio intergaláctico entre nosotros y M87 está bastante vacío, la dispersión es un problema menor.
Cuando veamos Sagitario A * queda por verse, pero ahora que la tecnología detrás del EHT ha sido probada, nuestra comprensión de los agujeros negros supermasivos seguramente florecerá.
Divulgación completa: el autor Ian O'Neill trabajó con la Universidad de Waterloo en su anuncio de prensa y en un artículo que mostraba a Avery Broderick, profesor de Waterloo and the Perimeter Institute y miembro del equipo de EHT. Puede leer sobre el trabajo de Broderick aquí .
Eso es interesante
La imagen de alto perfil del agujero negro no existiría sin el trabajo de una estudiante graduada del MIT llamada Katie Bouman , quien creó el algoritmo que lo hizo posible.
