Nuevos avances en la observación de agujeros negros

En lo que refiere a las ciencias que estudian el espacio exterior, la publicación de las primeras fotografías de agujeros negros son uno de los hitos más grandes, tanto de nuestro tiempo como también a escalas históricas.

Aquel 2019, en el que el Event Horizon Telescope (EHT) publicó las imágenes de M-87, un agujero negro ubicado a 54 millones de años luz de la Tierra -para tratar de darse una idea, un año luz equivale a 9.460.800.000.000 km-. Con estás imágenes, no solo se confirmaron teorías e ideas que aparecieron a partir de 1783, sino también que se demostraron las capacidades tecnológicas que desarrollamos, abriendo la puerta a un abanico de nuevas preguntas y objetivos.

El 2022 confirmó que lo ocurrido hacía tres años no fue mera suerte. Las fotos de Sagitario A*, el agujero negro que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, fue observado por la misma organización, The Event Horizon Telescope.

Imágenes de los agujeros negros M-87 y Sagitario A*, respectivamente (a 26.000 años luz de la Tierra)

Ambas imágenes fueron la confirmación de la existencia de estos objetos celestes, lo cual mantiene en pie a una gran cantidad de teorías que se basan en ellos o predicen su existencia, como es el caso de la Relatividad General.

¿Qué es lo que se ve en ellas? Los anillos visibles están constituidos en su mayoría por gases calientes que rotan a gran velocidad alrededor de los agujeros negros -el centro de los anillos- que, con su enorme fuerza gravitatoria, atraen la materia periférica a ellos. No son observables de forma directa, puesto que no producen ningún tipo de radiación detectable, pero sí lo son los efectos que producen. Así que decir que estas son imágenes de un agujero negro es un tanto impreciso. Mejor es definirlas como imágenes de la sombra de uno.

Luego de estas observaciones, ¿qué sigue? ¿Qué se puede mejorar luego de estos logros tecnológicos? Bueno, a simple vista, uno puede darse cuenta que la nitidez de las imágenes no es la mejor -incluso es comparable con la calidad de videos de supuestos alienígenas-. Es esperable. Después de todo, su tamaño en el cielo es equivalente a observar una hormiga ubicada en Los Ángeles desde Nueva York, a 4.500 km. Además, si se quisiesen observar otros agujeros negros, necesariamente se debería mejorar el alcance, puesto que M-87 y Sagitario A* son aquellos que se ven más grandes desde la Tierra -y, por tanto, son más fáciles de ver a comparación con el resto que conocemos-.

Un trabajo en el que participaron más de 270 investigadores y utilizando de manera parcial el EHT pudieron hacer variaciones en los telescopios utilizados, mejorando la nitidez hasta en un 50% de las imágenes a obtener. Para entender cómo lo hicieron, hay que comprender cómo funciona el Event Horizon Telescope.

Cuando surgió el proyecto de tomar la primer fotografía a un agujero negro, al analizar la distancia a la que se encontraban los más cercanos y las longitudes de onda a utilizar, se dieron cuenta de que necesitaban una antena parabólica del tamaño de la Tierra -aunque parezca una exageración, estos son datos reales-. ¿Cómo construir un telescopio de ese tamaño? El ingenio estuvo en utilizar radiotelescopios dispersos en el globo y que cada uno aporte su parte para observar el objeto en cuestión. Tal y como unir piezas de un rompecabezas, siendo cada pieza la imagen obtenida por cada telescopio. A esta técnica se la denomina interferometría, y gracias a ella es que funciona el EHT.

Telescopios que componen el Event Horizon Telescope

Ahora bien, lo innovador del trabajo en cuestión se encuentra en la longitud de onda que analizan. En las imágenes de M-87 y Sagitario A*, la longitud de onda que analizaban los telescopios era de 1,3mm. En esta investigación, utilizaron ondas con 0,87mm, lo cual mejora la nitidez de las imágenes a obtener.

Como uno puede imaginar, no es solamente analizar ondas con menos longitud y mejorar cada vez más la nitidez de las imágenes; hay un límite en el cual es necesario aumentar el tamaño del telescopio o bien la separación entre los telescopios constituyentes, como es el caso.

Luego de superar dificultades tales como evitar interferencias producidas por la atmósfera terrestre, los resultados indican que las imágenes obtenidas podrían mejorar su nitidez en un 50%.

Si bien no se han publicado nuevas imágenes, este trabajo científico proyecta nuevas y mejores imágenes de estos aún misteriosos objetos celestes.

Por último, vale remarcar que estas imágenes tienen una infinidad de aplicaciones científicas y no son solamente para que algunos las utilicen de fondo de pantalla -algún nerd de por ahí-. Ver la cantidad de gas rotando alrededor de un agujero negro, analizar su rotación y orientación espacial, así como confirmar o refutar teorías son algunos de estos ejemplos.

Escrito por: Dorsch, Santiago