11 de abril de 2019
11.04.2019
Instituto de Física de Cantabria

Detrás de la cortina oscura

10.04.2019 | 23:45

Por fin ayer los 200 científicos responsables del Event Horizon Telescope pudieron mostrarnos el resultado de más de diez años de trabajo. La primera imagen de un agujero negro dejó boquiabiertos a los astrónomos y, posiblemente, un poco indiferentes a muchos aficionados a la ciencia que no acabaron de ver su mérito. Voy a intentar transmitirles al menos una parte de la excitación que vivimos ayer.

La sorpresa inicial ha sido que la imagen del primer agujero negro no corresponde al que vive en el centro de nuestra propia Galaxia, sino al de la galaxia gigante M87, a más de 50 millones de años-luz de distancia. ¿Por qué? El del centro de nuestra galaxia está aproximadamente 2.000 veces más cerca, es cierto, pero a cambio es también aproximadamente 1.500 veces más pequeño. Ambos efectos se compensan para hacerlos más o menos igual de difíciles como objetivo. Pero simples casualidades (el tiempo atmosférico en los observatorios fue mejor cuando tocó observar M87) junto con la dificultad de observar a través de la estructura central de nuestra galaxia, hicieron que M87 ganase la carrera para ser el primer agujero negro presentado en sociedad. Con toda seguridad el nuestro estará el primero de la lista para la próxima ronda de observaciones.

¿Y qué es lo que en realidad vemos en esa imagen? En primer lugar hay que entender que estamos viendo un objeto cuyo tamaño en el cielo es increíblemente minúsculo. Las cifras me fallan por exceso de ceros, pero como ejemplo salvaje déjenme decir esto: cuando miran a ojo desnudo una estrella en el cielo creen ver un punto de luz, aunque en realidad tiene un tamaño ínfimo. Pues en ese puntito de luz podrían agrupar unos 150 millones de dónuts como el que ven en la imagen del agujero negro.

La zona negra central corresponde al horizonte de sucesos del agujero negro. Este es un volumen virtual (es decir, sin una superficie sólida que lo rodee) desde el que nada puede escapar, ni siquiera la luz. Por eso crea una especie de sombra sobre el resto de la imagen. De hecho la teoría nos dice que la sombra negra es, en realidad, 2,5 veces mayor que el horizonte de sucesos, que tiene un tamaño similar al de nuestro sistema solar (unas 100 veces mayor que el diámetro de la órbita terrestre). En ese volumen tan pequeño desde el punto de vista cósmico se aprieta una masa equivalente a 6.500 millones de soles.

La zona brillante del dónut es producida por la luz procedente de la materia que orbita el agujero negro en forma de disco. Moviéndose casi a la velocidad de la luz, y con una temperatura de centenares de miles de grados, la materia emite enormes cantidades de energía en todos los rangos y colores del espectro, que percibimos en forma de anillo porque miramos hacia el disco en un ángulo cercano a la vertical.

Pero la presencia del agujero negro provoca trucos de prestidigitador que hacen que nada sea simple. La luz de la parte más cercana a nosotros viaja directamente hacia nuestros instrumentos como podemos esperar. Pero la luz que procede de la parte del disco que está detrás del agujero negro ve su trayectoria curvada por el efecto de la gravedad (tal y como predijo Einstein hace 100 años) de modo que la luz que en principio viajaba en dirección contraria acaba también viniendo hacia nosotros. En cierto modo podemos ver a la vez la cara y la coronilla del agujero negro, y de hecho este tipo de efecto es uno de los que permiten medir con precisión sus propiedades.

¿Más hechos enloquecidos? Si el agujero negro estuviera girando (¿por qué no habría de hacerlo, si las estrellas, los planetas o las galaxias giran?) la teoría nos dice que su descomunal gravedad sería suficiente para hacer girar incluso el propio espacio a su alrededor, lo que contribuirá a deformar aún más la imagen. La detección de este efecto en imágenes todavía más detalladas es otro de los ambiciosos objetivos futuros del Event Horizon Telescope.

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