Un equipo internacional de radio astrónomos anunció hoy (10 de abril) la primera imagen de primer plano de un agujero negro.
Es un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Virgo A (también llamado Messier 87 o M87), y es tan grande, tan ancho como todo nuestro sistema solar, que incluso a 53 millones de años luz de distancia, se ve tan grande en el cielo como Sagitario A *, el agujero negro más pequeño pero aún bastante supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia. Este anuncio es el primer resultado de un esfuerzo que comenzó en abril de 2017, que involucra a todos los radiotelescopios más importantes de la Tierra, denominados colectivamente el Telescopio Event Horizon.
Entonces, si estos objetos son tan grandes y los telescopios ya estaban allí, ¿por qué los científicos descubrieron cómo imaginarlos recientemente? Y una vez que lo descubrieron, ¿por qué tardaron dos años en producir una imagen?
Para responder a la primera pregunta simplemente: los agujeros negros de este tamaño son muy raros. Se cree que cada galaxia grande tiene solo una en su centro. Por lo general, son bastante oscuros, envueltos en nubes de materia densa y estrellas. E incluso el más cercano, en nuestra propia galaxia, está a 26,000 años luz de la Tierra.
Pero la nueva imagen no revela la primera luz que los humanos detectaron de un agujero negro. (Y la imagen no está hecha de luz como normalmente la imaginamos; las ondas electromagnéticas que detectó el telescopio son ondas de radio muy largas. Si estuvieras más cerca del agujero negro, también verías una sombra de luz visible).
Ya en 1931, según el Observatorio y Planetario Armagh, el físico Karl Jansky notó que había un punto brillante de actividad de longitud de onda de radio en el corazón de la Vía Láctea. Los físicos ahora sospechan fuertemente que este punto es un agujero negro supermasivo. Desde ese descubrimiento, los físicos han detectado durante mucho tiempo otros agujeros negros mediante sus firmas de radio.
Lo nuevo aquí es que el Telescopio Event Horizons fotografió la sombra que crea el agujero negro contra la materia brillante circundante del disco de acreción del objeto (la materia caliente cae rápidamente hacia el horizonte de eventos del agujero negro). Eso es emocionante para los físicos porque confirma algunas ideas importantes sobre cómo debería ser esa sombra, lo que a su vez confirma lo que los científicos ya creían sobre los agujeros negros.
Para obtener imágenes de la sombra, los astrofísicos tuvieron que detectar esas ondas de radio con detalles sin precedentes. Ningún radiotelescopio solo podría hacerlo. Pero los físicos descubrieron cómo conectarlos a todos, alrededor de la Tierra, para actuar como un telescopio gigante, como dijo Sheperd Doeleman, astrofísico de la Universidad de Harvard y director del Event Horizon Telescope, en una conferencia de prensa de la National Science Foundation.
Cada radiotelescopio capturó una gran cantidad de fotones de radio entrantes, pero sin detalles suficientes para detectar la sombra del agujero negro rodeado por su disco de acreción. Pero la perspectiva de cada telescopio sobre la imagen era un poco diferente. Entonces, los científicos combinaron minuciosamente los conjuntos de datos ligeramente diferentes y, con la ayuda de relojes atómicos, se compararon cuando los fotones de radio llegaron a los diferentes instrumentos. De esta manera, los físicos pudieron descifrar la señal del agujero negro de mucho ruido.
Los telescopios recopilaron los datos reales utilizados para producir la imagen en el transcurso de solo tres días en abril de 2017. Esto ascendió a más de 5 petabytes en total, aproximadamente tanta información como toda la Biblioteca del Congreso. Fue almacenado en una vasta colección de discos duros que juntos medían en toneladas, dijo en una conferencia de prensa Dan Marrone, astrofísico y uno de los colaboradores del proyecto.
Esos son tantos datos que enviarlos por Internet era prácticamente imposible, dijo. En cambio, los físicos reunieron la información en un solo lugar enviando físicamente los discos duros.
Los investigadores pasaron el año siguiente usando computadoras para refinar e interpretar esos datos hasta que surgió esta imagen, dijo Marrone. Pasaron el año posterior a eso revisando sus resultados y escribiendo documentos. El agua en la atmósfera, los fotones de radio perdidos de otras fuentes e incluso pequeños errores en los datos del telescopio se conspiraron para confundir los datos. Por lo tanto, la mayor parte del trabajo del proyecto consistió en cálculos matemáticos cuidadosos para dar cuenta de todos esos errores y el ruido en los datos, y el trabajo descubrió lentamente la imagen que se ocultaba detrás de esos problemas.
Entonces, en cierto sentido, tomar una foto de un agujero negro sucede bastante rápido. Su desarrollo lleva mucho tiempo.
