La impresionante imagen demuestra ahora, sin lugar a dudas, que nuestra galaxia alberga realmente un agujero negro.
Hace unos años, los astrónomos hicieron historia al tomar la primera fotografía de un agujero negro. Y ahora tienen otra primicia. Por primera vez, el agujero negro del centro de nuestra galaxia ha sido captado en fotografía. Y la imagen demuestra sin lugar a dudas que nuestra galaxia alberga (como se suponía) un agujero negro.
Esta es la primera imagen de Sgr A*, el agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia. Es la primera prueba visual directa de la existencia de este agujero negro. Imagen: Colaboración EHT.
La imagen ofrece una visión largamente esperada del enorme objeto situado en el centro de nuestra galaxia. Aunque desde mediados del siglo XX sabemos que existe un "objeto pesado" en el centro de nuestra galaxia, no fue hasta 2002 cuando se sugirió por primera vez que podría tratarse de un agujero negro. No fue hasta 2020 cuando el astrofísico Reinhard Genzel y el astrónomo Andrea Ghez aportaron las pruebas más convincentes de que el centro de la Vía Láctea alberga un agujero negro supermasivo. Les valió el Premio Nobel de Física.
Sagitario A*, la imagen
El agujero negro del que hablamos se llama Sagitario A* (Sgr A* para abreviar). El objeto se encuentra a unos 25 800 años luz de nuestra estrella madre, en dirección a la constelación de Sagitario. El agujero negro tiene una masa cuatro millones de veces superior a la de nuestro Sol.
Tomar una fotografía de un agujero negro no es precisamente fácil. Los agujeros negros no emiten luz. Por ello, los investigadores solo pueden fotografiar su "sombra" o "silueta", causada por la curvatura gravitacional de la luz bajo la gravedad extrema. Así, aunque no podemos observar Sgr A* porque está completamente oscuro, el gas brillante que lo rodea muestra una firma característica: una región central oscura (llamada sombra), rodeada por una estructura brillante en forma de anillo. Este anillo está formado por la luz que ha sido desviada por la fuerte gravedad del agujero negro.
"Nos sorprendió que el tamaño del anillo coincidiera tan bien con las predicciones de la teoría general de la relatividad de Einstein", afirma el investigador Geoffrey Bower. "Estas observaciones sin precedentes han mejorado enormemente nuestra comprensión de lo que ocurre en el centro de nuestra Vía Láctea, y están proporcionando nuevos conocimientos sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno".
Creación de imágenes
Para producir la imagen, los investigadores utilizaron una red de ocho observatorios de radio existentes en todo el mundo, que están conectados entre sí para formar un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Estos telescopios individuales están situados en lugares remotos y a gran altura. Sus señales grabadas se combinan y procesan para crear la imagen final.
Esta imagen muestra la ubicación de algunos de los telescopios que componen el EHT y da una impresión de las largas líneas de base entre ellos. Imagen: ESO/L. Calçada.
La imagen de Sgr A* sigue a la anterior imagen de un agujero negro tomada en 2019. En esa foto, la sombra del agujero negro brilla en el centro de Messier 87 (M87* para abreviar), una galaxia pesada del cúmulo de Virgo. El agujero negro se encuentra a una distancia de 55 millones de años luz de la Tierra y tiene una masa 6 500 millones de veces superior a la de nuestro Sol. La fotografía fue una primicia mundial. Aunque los científicos ya sospechaban que los agujeros negros existían, solo se basaban en observaciones y teorías indirectas. Con la foto del agujero negro (o más exactamente: la sombra del horizonte de sucesos) se aportó oficialmente la prueba definitiva de la existencia de los agujeros negros.
Ecuaciones
Los científicos están especialmente satisfechos porque por fin tienen imágenes de dos agujeros negros de dimensiones muy diferentes. Esto permite comprender las diferencias y similitudes entre ellos. Por cierto, los dos agujeros negros son notablemente similares, aunque el agujero negro de nuestra Vía Láctea es más de mil veces más pequeño y tiene menos masa que M87*. "Aquí tenemos dos tipos de galaxias completamente diferentes y dos agujeros negros de masas muy distintas", explica la investigadora Sera Markoff. "Pero cerca del borde de estos agujeros negros, siguen siendo sorprendentemente similares. Esto nos dice que de cerca estos objetos se rigen por la teoría general de la relatividad, y que cualquier diferencia que veamos más lejos debe deberse a diferencias en el material que rodea a los agujeros negros."
Captura de imagen complicada
Aunque Sgr A* está mucho más cerca, todavía costó mucho más esfuerzo capturar este agujero negro en imagen que con M87*. El gas cerca de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad (casi tan rápido como la luz) alrededor de Sgr A* y M87*", explica el investigador Chi-kwan Chan. "Pero mientras el gas tarda días o semanas en orbitar el agujero negro M87*, el agujero negro Sgr A*, mucho más pequeño, tarda minutos. Esto significa que el brillo y el patrón del gas que rodea a Sgr A* cambiaron rápidamente durante las observaciones, algo así como intentar obtener una imagen nítida de un cachorro que se persigue la cola. Además, la región central de nuestra galaxia es difícil de ver desde la Tierra. Esto se debe a la presencia de mucho polvo interestelar que dificulta nuestra visión.
Objetivo alcanzado
Con la imagen de Sgr A* se ha alcanzado otro importante objetivo. Los investigadores se esfuerzan por realizar observaciones directas del entorno inmediato de un agujero negro. Estas observaciones constituyen la mejor manera de investigar directamente los fuertes efectos gravitatorios que se esperan en las proximidades de un agujero negro y de rastrear la intrincada dinámica de la materia que orbita alrededor del agujero negro a casi la velocidad de la luz. Los investigadores ya han comenzado a utilizar los nuevos datos para poner a prueba las teorías y modelos que describen cómo se comporta el gas alrededor de los agujeros negros supermasivos. Este comportamiento aún no se comprende del todo, pero se cree que desempeña un papel clave en la formación y evolución de las galaxias.
En definitiva, la nueva imagen del agujero negro en el corazón de nuestra galaxia proporciona una valiosa información sobre el funcionamiento de estos gigantes, que se cree que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias. "Ahora tenemos imágenes de dos agujeros negros supermasivos: uno en el lado grande y otro en el lado pequeño", dice el investigador Keiichi Asada. "Esto significa que podemos probar mejor que nunca cómo se comporta la gravedad en estos entornos extremos".