Fue un momento histórico cuando se hizo pública la primera fotografía de un agujero negro en 2019. La imagen dio la vuelta al mundo. Ahora los científicos han logrado obtener una imagen mucho más nítida.
Utilizando nuevos algoritmos computacionales y datos del telescopio, han creado un primer plano de un agujero negro supermasivo. Se puede ver un anillo nítido, de color rojo-naranja, procedente de los fotones que orbitan en la parte posterior del agujero negro gigante.
La imagen de 2019 muestra un núcleo negro, con un aura ardiente de material espacial dando vueltas a su alrededor mientras es aspirado hacia el núcleo. Los científicos responsables de esto creían que se podían generar imágenes aún más nítidas a partir de los datos disponibles, y con un nuevo método, ahora lo han conseguido.
Agujero negro. Foto: Event Horizon Telescope (EHT) / ESO
Brillante resplandor naranja de los fotones
Un grupo de científicos del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian, en Cambridge (Massachusetts), desarrolló un algoritmo inteligente y lo combinó con las predicciones teóricas anteriores para remasterizar las imágenes originales del agujero negro supermasivo. Después de realizar muchas simulaciones, quedó claro que detrás de ese resplandor anaranjado hay un anillo de luz delgado y brillante. Este anillo está formado por fotones que pasan volando por detrás del agujero negro bajo la influencia de su inmensa gravedad.
En 2017, el telescopio Event Horizon (EHT) captó las primeras imágenes del agujero negro gigante situado en el centro de la galaxia Messier 87* (M87*), en la constelación de Virgo. La masa estimada de este agujero negro es de unos siete mil millones de masas solares, es decir, dos billones de veces más pesado que la Tierra.
La teoría y la práctica se unen
Los resultados de la investigación, publicados en la revista The Astrophysical Journal, coinciden con las predicciones teóricas y proporcionan una nueva perspectiva sobre estos misteriosos objetos espaciales. Los científicos creen que en el centro de casi todas las galaxias se encuentran agujeros negros supermasivos, que pueden estar causados por la fusión de varios agujeros negros. Por ejemplo, nuestra galaxia también tiene un agujero negro supermasivo en su centro, llamado Sagitario A*. Este agujero negro es relativamente pequeño para un agujero negro supermasivo, pero es muy dinámico.
"Pudimos utilizar nuestros conocimientos teóricos sobre el funcionamiento de los agujeros negros y crear un modelo personalizado con algoritmos inteligentes para visualizar mejor los datos del EHT", afirma el astrónomo y coautor Dominic Pesce, de la Universidad de Harvard. "Nuestro modelo descompone la imagen reconstruida en las dos partes que más nos benefician. Entonces podremos estudiar minuciosamente ambas partes por separado".
Acero y código informático
"Para la búsqueda del conocimiento de los agujeros negros, el EHT es indispensable. Pero tan importante como el acero del que están hechos los telescopios son los algoritmos matemáticos que empleamos para organizar e interpretar los datos", explica el director de la investigación, Avery Broderick. "Los nuevos algoritmos nos permiten conseguir una resolución mucho más nítida y aprovechar al máximo los datos del EHT".
"La imagen visual se compone de todo tipo de capas, que se superponen. Quitamos una capa a la vez. De este modo, podemos aprender más y más sobre el entorno del agujero negro", afirma el investigador Hung-Yi Pu.
Enfoque con nanoprecisión
Durante mucho tiempo se pensó que los agujeros negros no podían verse con un telescopio, pero esto cambió cuando la red EHT empezó a centrarse en estos misteriosos objetos espaciales. El EHT consta de ocho observatorios en cuatro continentes diferentes, todos ellos apuntando al mismo punto y alineados al nanosegundo. De este modo, en 2017 se encontraron dos agujeros negros, en M87* y en nuestra propia Vía Láctea.
"Estamos desarrollando una versión mejorada del EHT, con más telescopios y mejor calidad y cantidad de datos e imágenes. Esto nos permitirá saber más sobre los agujeros negros supermasivos. De hecho, solo hemos tenido una visión de estos sorprendentes fenómenos desde 2017", responde el investigador Paul Tiede. En los próximos años, él y otros miembros del equipo EHT de la Iniciativa de Agujeros Negros de la Universidad de Harvard seguirán profundizando en el maravilloso mundo de los agujeros negros supermasivos.