Kotaro Moriyama
Los agujeros negros se encuentran entre las predicciones más impactantes de la teoría general de la relatividad de Einstein y también ocupan un lugar central en los intentos modernos de conectar la gravedad con la física cuántica. A pesar de su importancia, durante mucho tiempo han sido una de las ideas menos examinadas de manera directa dentro de la física fundamental. Desde la década de 1970, los astrónomos habían acumulado pruebas indirectas estudiando cómo los agujeros negros influyen en las estrellas y el gas cercanos. Un avance importante llegó en 2015, cuando LIGO detectó ondas gravitacionales procedentes de la fusión de agujeros negros de masa estelar. Incluso ese resultado histórico, sin embargo, no revelaba directamente la característica definitoria de un agujero negro: el horizonte de sucesos, el límite más allá del cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar.
Eso cambió el 10 de abril de 2019, cuando la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) publicó la primera imagen a escala del horizonte del agujero negro M87* en la cercana radiogalaxia M87, obtenida mediante interferometría de muy larga base (VLBI) global en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. Un segundo hito llegó en 2022 con la primera imagen de Sagitario A* (Sgr A*), el agujero negro situado en el centro de nuestra propia galaxia. En conjunto, estos resultados transformaron los agujeros negros de inferencias astrofísicas indirectas a objetos observados directamente y abrieron una nueva era en la que la gravedad, la acreción y los campos magnéticos pueden estudiarse a escala del horizonte.
Comencé a involucrarme en la ciencia relacionada con el EHT alrededor de 2018, justo cuando esta transición de la expectativa a la observación estaba comenzando. Mi formación y trayectoria investigadora me llevaron desde Japón a Estados Unidos y Alemania, y, finalmente, al IAA-CSIC, con un contrato Severo Ochoa. A lo largo de estas etapas he intentado abordar los agujeros negros desde ambos lados: desde el observacional, desarrollando métodos para reconstruir y validar imágenes a partir de datos VLBI extremadamente desafiantes, y desde el teórico, conectando esas observaciones con interpretaciones y simulaciones físicamente fundamentadas. Contribuí al esfuerzo que condujo a la primera imagen de M87* como uno de los desarrolladores principales de SMILI, uno de los tres principales sistemas de reconstrucción de imágenes utilizados para ese resultado. Posteriormente, para la primera imagen de Sgr A*, desempeñé un papel destacado dentro del equipo de imagen, ayudé a desarrollar uno de los principales sistemas de reconstrucción y contribuí a la interpretación científica general de los resultados. Estas experiencias moldearon mi visión de que el progreso en la ciencia de los agujeros negros depende de mantener una estrecha conexión entre teoría y observación, de modo que datos cada vez más complejos puedan traducirse en conclusiones físicamente significativas.
En el IAA-CSIC continúo este trabajo en un entorno especialmente colaborativo y orientado al futuro. Mis actividades actuales están estrechamente vinculadas con la ciencia principal del EHT, especialmente en relación con Sgr A*. Uno de nuestros principales esfuerzos en Granada se centra en el hecho de que Sgr A* cambia tan rápidamente que una sola imagen estática a menudo no es suficiente para describirlo adecuadamente. Por esta razón, nuestro grupo lidera uno de los proyectos científicos emblemáticos del EHT, dedicado a reconstruir Sgr A* como una película con resolución temporal, y yo dirijo uno de los sistemas de reconstrucción de imágenes para generar estas películas.
Paralelamente, también actúo como coordinador general de otro importante proyecto emblemático del EHT basado en el conjunto de datos de Sgr A* de 2018. Ese proyecto tiene como objetivo comprobar hasta qué punto la sombra permanece estable a lo largo de escalas de tiempo de años y aclarar cómo la variabilidad, la física de la acreción y los campos magnéticos contribuyen a la estructura observada. En conjunto, estos proyectos reflejan la dirección en la que se mueve el campo: pasar de producir imágenes únicas y revolucionarias a comprender los agujeros negros como sistemas dinámicos.
La primera era del EHT demostró que los agujeros negros pueden observarse directamente. El siguiente paso es el Event Horizon Telescope de nueva generación (ngEHT), que ampliará la red añadiendo nuevas estaciones, mejorando la sensibilidad y la cobertura, permitiendo una capacidad multibanda más amplia y facilitando un seguimiento temporal más continuo. Desde el punto de vista científico, se espera que estos avances permitan mediciones más fiables del flujo de acreción, la base del chorro y, eventualmente, estructuras aún más finas cerca del horizonte, además de posibilitar películas multibanda y con resolución temporal de las sombras de agujeros negros. También reforzarán las pruebas de la relatividad general al permitir comparaciones más cuantitativas de las propiedades de la sombra y reducir las limitaciones observacionales actuales.
En este contexto futuro, la Tenerife Event-horizon Antenna (TEA), la primera nueva estación del ngEHT, se está desarrollando bajo el liderazgo del IAA-CSIC junto con socios nacionales e internacionales y constituirá una contribución española importante al ngEHT. Desde 2023 he desempeñado un papel central en la definición del marco científico y técnico del documento del emplazamiento TEA, ayudando a definir estrategias de observación y requisitos del sistema. Mi objetivo es contribuir a transformar estas capacidades ampliadas en resultados científicos, conectando la mejora de la instrumentación y los métodos de reconstrucción de imágenes con restricciones más sólidas sobre el espacio-tiempo de los agujeros negros, la física de la acreción y la estructura de los campos magnéticos.
En un sentido muy real, ahora estamos pasando de las primeras fotografías de agujeros negros a la apertura de una nueva frontera de descubrimiento. Las imágenes de M87* y Sgr A* no fueron el final de la historia, sino el momento en que la exploración comenzó verdaderamente.
Principales hitos de la colaboración EHT (2023–2025). Izquierda: detección de la estructura de polarización a escala del horizonte en Sgr A* (EHT Collaboration et al. 2024). Derecha: imágenes de M87 a escala de años, desde 2017 hasta 2021, a partir de datos observacionales del EHT. Crédito: EHT Collaboration et al. 2025.