Esta es una imagen en primer plano de un agujero negro. Específicamente, se trata del agujero negro en el centro de la galaxia M87 y revela, por primera vez, los contornos del horizonte de eventos de un agujero negro, el punto más allá del cual no se escapa la luz o la materia.
A 55 millones de años luz de distancia, ese agujero negro es gigantesco, tiene una masa de alrededor de 6 500 millones de veces la masa del Sol. Está rodeado de nubes de polvo y gas y otras materias, por lo que ningún telescopio de luz visible podría ver el agujero negro a través de toda esa basura. No es el agujero negro más cercano, ni siquiera el agujero negro supermasivo más cercano. Pero es tan enorme que es uno de los dos más grandes que aparecen en el cielo de la Tierra. (El otro es Sagittarius A * en el centro de la Vía Láctea.) Para hacer esta imagen, los astrónomos conectaron radio telescopios en todo el mundo y magnificaron M87 a una resolución sin precedentes. Llamaron a la red combinada el Telescopio del Horizonte de Sucesos.
Ese nombre es apropiado porque esta imagen no es el agujero negro en sí. Los agujeros negros no emiten radiación, o al menos no lo suficientemente cerca como para ser detectados usando los telescopios existentes. Pero en sus bordes, justo antes de que la gravedad de la singularidad se vuelva demasiado intensa para que incluso la luz se escape, los agujeros negros aceleran la materia a velocidades extremas. Esa materia, justo antes de caer por el horizonte, se fricciona contra sí misma a gran velocidad, generando energía y resplandeciendo. Las ondas de radio que detectó el telescopio Event Horizon formaron parte de ese proceso.
A primera vista podrías pensar que el círculo negro se corresponde con el horizonte de sucesos y el anillo brillante con el disco de acreción de materia alrededor del mismo. Pero, no te dejes engañar por tu lógica, esto es relatividad general y el asunto es más complejo. El radio del círculo negro que ven allí es realmente 2.6 veces el del horizonte de sucesos, ya que el agujero negro distorsiona el espacio-tiempo a su alrededor y la luz se curva creando este efecto. Por eso se puede decir de forma más correcta que en realidad estamos viendo la «sombra del agujero negro». Además, el borde interior del disco de acreción no está en contacto con el agujero negro, ya que la relatividad general impide la presencia de órbitas estables a una distancia inferior a tres radios del horizonte de sucesos. Este borde interior se denomina órbita interna estable (ISCO) y a esta distancia es casi indistinguible de la «sombra» del agujero negro. Derek de Veritasium, ha explicado esto muy bien en un video, super recomendable.
Michael Kramer, director del Instituto Max Planck de Radioastronomía. ha dicho que «La historia de la ciencia se dividirá en el tiempo anterior a la imagen y el tiempo posterior a la imagen.
Carlos Moedas, comisario europeo de Investigación, Ciencia e Innovación, por su parte,, calificó la hazaña de «un gran avance para la humanidad».
La imagen sin precedentes, tan a menudo imaginada en la ciencia y la ciencia ficción, ha sido analizada en seis estudios en colaboración con 200 expertos de más de 60 instituciones y publicado el miércoles en Astrophysical Journal Letters.
Esta imagen forma un vínculo claro entre los agujeros negros supermasivos y las galaxias brillantes y confirma que grandes galaxias como Virgo A (y la Vía Láctea) están unidas por agujeros negros supermasivos.
Los astrónomos sabían que los agujeros negros estaban rodeados de materia brillante. Pero esta imagen aún responde a una pregunta clave sobre los agujeros negros y sobre la estructura de nuestro universo. Ahora sabemos con certeza que la teoría de la relatividad de Einstein se mantiene incluso al borde de un agujero negro, donde algunos investigadores sospecharon que se rompería. La forma del horizonte de eventos visible en la imagen es un círculo, como predice la relatividad, por lo que confirma que la relatividad aún prevalece incluso en uno de los entornos más extremos del universo.
Estas son buenas y malas noticias para la física. Son buenas noticias, porque significa que los investigadores no tienen que volver a escribir sus libros de texto. Pero deja una pregunta clave sin resolver: la relatividad general (que gobierna cosas muy grandes, como las estrellas y la gravedad) funciona hasta el borde de un agujero negro. La mecánica cuántica (que describe cosas muy pequeñas) es incompatible con la relatividad general en varios aspectos clave. Pero nada en esta imagen todavía responde alguna pregunta sobre cómo se cruzan los dos. Si la relatividad general se hubiera roto en este lugar extremo, los científicos podrían haber encontrado algunas respuestas unificadoras.
Sera Markoff, astrofísico de la Universidad de Ámsterdam, dijo que si bien los resultados aún no han ofrecido detalles específicos sobre cómo los agujeros negros producen sus gigantescos chorros, las siguientes observaciones del agujero negro de M87, deberían ayudar a responder esas preguntas. El proyecto del telescopio del horizonte de sucesos continuará agregando telescopios a lo largo del tiempo y mejorando su resolución lo que le permitirá responder más preguntas, dijo. Específicamente, se tiene la esperanza de que las imágenes de los agujeros negros puedan eventualmente vincular la física cuántica y la gravedad.
Y eso sí que será el nuevo suceso mundial.
Por ahora, disfrutemos de esta primera visión del borde de una región del espacio totalmente desconocida.
Fuentes: Live Science, Eureka blog