La imagen del agujero negro de M87 el hito científico más relevante del año

A principios del siglo XX Albert Einstein desarrolló la teoría de la relatividad general. La relatividad especial (1905) tiene como premisa principal que la velocidad de la luz es constante en cualquier sistema de referencia, es decir, no depende ni de la velocidad del observador ni de la del emisor. Su extensión en 1915, conocida como relatividad general, va un paso más allá e introduce un concepto completamente revolucionario en el que la gravedad es una curvatura del espacio-tiempo, es decir, en el propio tejido del Universo. El tiempo y el espacio dejarían de ser conceptos independientes, y hasta los rayos de luz se curvarían en presencia de un campo gravitatorio intenso, como fue confirmado unos años más tarde por Eddington en el eclipse total de Sol de 1919.

El termino «agujero negro» no fue acuñado hasta mucho más tarde, cuando Wheeler en 1960 imaginó un objeto tan compacto que su enorme curvatura llegaría a producir una «ruptura» del espacio-tiempo, un «agujero» del que ni siquiera los rayos de luz podrían escapar, haciéndolo completamente invisible, o «negro».

Los agujeros negros son objetos extremadamente difíciles de observar, y hasta hace solo unos meses la única manera de estudiarlos era a través de métodos indirectos. De esta manera hemos podido por ejemplo detectar en el centro de nuestra propia galaxia el movimiento de estrellas individuales que giran rápidamente por la acción de la gravedad entorno a un objeto que a todos los efectos es «invisible», pero que debe tener una masa de más de cuatro millones de veces la de nuestro Sol concentrada en un espacio muy reducido. Un objeto que encaja perfectamente con el concepto de «agujero negro» que describió Wheeler, y que hoy conocemos como SgrA*, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia.

Imagen del agujero negro central de M87 obtenida por el Telescopio del Horizonte de Sucesos

El escenario cambió completamente hace tan solo unos meses, cuando la colaboración del Telescopio Horizonte de sucesos (EHT por sus siglas en inglés) anunció el 10 de abril de 2019 que habíamos conseguido obtener la primera imagen de un agujero negro. Para ello fue necesario construir un telescopio «virtual» tan grande como toda la Tierra, cono una resolución suficiente para observar la luz que envuelve al agujero negro de la galaxia M87, situado a más de 55 millones de años de luz de nosotros. Esta imagen, reconocida hoy como el hito científico más importante de 2019 por la prestigiosa revista Science, muestra el anillo de luz que gira alrededor del agujero negro, más brillante en la región sur, y que envuelve una región central más oscura (la «sombra» del agujero negro) producida por la captura de los rayos de luz en el horizonte de sucesos del agujero negro. El tamaño de la sombra del agujero negro en M87 coincide plenamente con las predicciones de la teoría de la relatividad de Einstein para un agujero negro 6500 millones de veces más masivo que nuestro Sol. Tras más de cien años, su teoría sigue siendo uno de los pilares fundamentales que nos permiten entender nuestro Universo. Mientras tanto, la ya icónica imagen del agujero negro en M87 captada por el EHT pasará a formar parte de los libros de texto, y se será una referencia obligada de la Física del siglo XXI.

Esta primera imagen de un agujero negro abre una puerta completamente nueva para estudiar los agujeros negros, su entorno, y en última instancia como funciona la gravedad. El próximo reto del EHT es obtener la primera imagen del agujero negro en el centro de la Vía Láctea, SgrA*, del que tenemos unas estimaciones previas muy precisas sobre su masa y distancia, y por tanto una predicción muy clara por parte de la teoría de la relatividad sobre como ha de ser el tamaño de su sombra. Pero nos enfrentamos a dos retos muy importantes. Por un lado su luz se ve dispersada por el material que se encuentra entre nosotros y el centro galáctico, haciendo que su imagen se haga borrosa. Por otro lado su imagen cambia en tan solo minutos, haciendo muy difícil captar una instantánea. Necesitamos diseñar nuevos algoritmos que nos permitan captar esta variabilidad, de modo que finalmente en vez de una imagen quizás consigamos captar una película que nos muestre como nuestro agujero negro supermasivo más cercano evoluciona y engulle parte del material que lo rodea.

Artículo de Antxon Alberdi y José Luis Gómez, Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y de la colaboración EHT, para el diario ABC (Fuente original: https://www.abc.es/ciencia/abci-agujero-negro-imagen-para-historia-201912191959_noticia.html)