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¿Qué es un agujero negro y por qué es un hito el haber obtenido la primera imagen?

Por primera vez en la historia, un equipo de científicos ha capturado la imagen real de un agujero negro supermasivo. En el proyecto participaron más de 200 personas de diferentes países

Agujero negro

Los agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de las galaxias y, aunque predominan en el Universo actual, no se sabe con certeza cuándo se formaron ni cuántos hay. (Foto: NASA)

Fue Albert Einstein quien, hace un siglo, predijo la existencia de los agujeros negros al plantear su teoría de la relatividad. En los años 70, Stephen Hawking dijo que si bien estos no se pueden ver, la radiación que emiten sí puede medirse. Desde entonces, los científicos han intentado descifrar con mucha pasión los misterios que rodean a estos cuerpos espaciales.

Y aunque desde hace algún tiempo ya fue confirmada su existencia, solo se conocía por métodos indirectos, pero nunca se había observado uno. Recién el miércoles 10 de abril, científicos responsables del proyecto Telescopio de Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés) presentaron por primera vez en la historia la imagen real de un agujero negro. Pero ¿por qué los astrónomos catalogan este logro como una proeza científica sin precedentes?

[Esta es la primera imagen real de un agujero negro captada por el Event Horizon | VIDEO]

[Primera foto de un agujero negro | Cómo combinaron el poder de 8 telescopios para obtener la imagen]

[La primera imagen de un agujero negro prueba (una vez más) que Albert Einstein tenía razón]

agujero negro

Imagen obtenida por el proyecto Telescopio de Horizonte de Sucesos. (Foto: EHT)

¿Qué es un agujero negro?

Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Esa es justamente la razón de su nombre: no pueden emitir luz desde dentro, aunque su interior esté cargado de energía.

Albert Einstein calculó que la fuerza de gravedad podía distorsionar el espacio-tiempo. Sus ecuaciones predecían que un cuerpo de altísima densidad podría esconderse detrás de un horizonte de sucesos, el límite a partir del cual la atracción del agujero negro es ineludible. Esto quiere decir que todo lo que entra (escombros cósmicos como gas, polvo estelar, estrellas rotas y planeta) ya no puede dar marcha atrás.

Sin embargo, fue en febrero de 2016 cuando se confirmó por vez primera la existencia de estos cuerpos astronómicos, cuando las colaboraciones LIGO, Interferómetro Virgo y GEO600 anunciaron la primera detección de ondas gravitacionales, producidas por la fusión de dos agujeros negros a unos 410 millones de pársecs, es decir, a unos 1337 millones de años luz de la Tierra.

Las observaciones demostraron la existencia de un sistema binario de agujeros negros de masa estelar y la primera observación de una fusión de un agujero negro binario.

¿Cómo se forman?

Los agujero negros se originan luego de que una gigante roja, una estrella de 10 a 25 veces la masa del sol, acaba toda su energía.

Tras varios miles de millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer presión sobre sí misma originando una masa concentrada en un pequeño volumen, lo que la lleva a convertirse en una enana blanca. En este punto, dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de la estrella por la autoatracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro.

Fascinación

Los agujeros negros han cautivado no solo a científicos, sino también a escritores y cineastas de ciencia ficción. El halo de misterio que rodea a estos cuerpos galácticos ha dado vida a miles de hipótesis.

Hoy se sabe que los agujeros negros son objetos que almacenan la masa de millones de soles en espacios muy reducidos, y que se caracterizan por estar rodeados por una banda de plasma (gas muy caliente) girando a enormes velocidades.

También se caracterizan por tener un horizonte de sucesos, que, como explicamos arriba, es una región que funciona como un punto de no retorno que, una vez atravesado, impide que nada, ni la luz, escapen del interior de estos objetos. En esta región, el espacio-tiempo se curva, y las leyes de la física que conocemos se distorsionan.

Por último, dentro de los agujeros negros existe una singularidad gravitacional, un punto sin dimensiones con densidad infinita.

¿Por qué es tan importante que se haya obtenido la imagen real de un agujeros negro?

Primera foto de un agujero negro | Cómo combinaron el poder de 8 telescopios para obtener la imagen | BBC

ALMA, el Gran Conjunto Milimétrico-submilimétrico de Atacama (Chile), es uno de los telescopios que participa en el proyecto.

Aunque el agujero negro, por definición, no se puede ver, sí es posible divisar la radiación emitida por toda la materia que está atrapada en su campo gravitatorio y que gira a gran velocidad alrededor suyo: el horizonte de sucesos.

Es justo tal región la que se aprecia en la primera imagen de un agujero negro que ha sido publicada este miércoles. Se trata de un agujero negro que se encuentra en el centro de Messier 87, una gigantesca galaxia en el cercano cúmulo de galaxias Virgo. Es 6.500 millones de veces más grande que el Sol.

“Hemos expuesto una parte del Universo que nunca habíamos visto hasta ahora”, ha dicho Sheperd Doeleman, presidente del EHT.

Sera Markoff, astrofísica de la Universidad de Amsterdam, ha dicho sentirse fascinada por el nivel de entendimiento del Universo que tenía Einstein. Y por las pistas que traen sobre la gravedad cuántica, y la naturaleza del espacio-tiempo. Para ella, esto es el comienzo.

"A veces las matemáticas parecen feas, pero no lo son», comentó, por su parte, Avery Broderick, astrofísico del Instituto Perimetral en Waterloo, Ontario, que contribuye con el proyecto EHT. Según él, las de Einstein están entre las ecuaciones más hermosas.

La primera observación del grupo de radiotelescopios se realizó el 5 de abril de 2017. Los ocho observatorios del EHT, entre estos el de IRAM (en España), y el potente radiotelescopio ALMA de Chile, detectaron dos agujeros negros: Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea y su congénere de la galaxia M87. Solo el segundo, aunque mucho más alejado, ofreció una buena imagen.

Las cantidades ingentes de datos recogidas por cada observatorio fueron enviadas en discos duros a una central en EE UU. Sumaban cuatro millones de gigabytes en total. Un superordenador combinó todas las observaciones, espaciando la reproducción de los distintos telescopios para tener en cuenta la diferencia horaria entre la llegada de las ondas electromagnéticas a cada uno. Luego, astrónomos e ingenieros informáticos analizaron los datos durante dos años.

El gran mérito de esta hazaña ha sido, más allá de la imagen obtenida, la colaboración de cientos de científicos de diferentes partes del mundo que combinaron tecnología y compartieron información para lograr un buen resultado.

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