La imagen ofrece finalmente el aspecto real del enorme objeto que se encuentra en el centro de nuestra galaxia.
Las y los científicos ya habían estudiado estrellas orbitando alrededor de algo invisible,
compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea.
Estas órbitas permitían postular que este objeto, conocido como Sagitario A* o Sgr A*,
es un agujero negro y la imagen publicada hoy proporciona la primera evidencia visual directa de ello.
Aunque no podemos ver el agujero negro en sí, porque es completamente oscuro,
el gas resplandeciente que lo rodea tiene un indicador inequívoco:
una región central oscura (llamada «sombra») rodeada por una estructura brillante en forma de anillo.
La nueva imagen capta la luz curvada por la poderosa gravedad del agujero negro, cuya masa es cuatro millones de veces la de nuestro Sol.
«Lo sorprendente es lo bien que coincide el tamaño del anillo con las predicciones
de la teoría de la Relatividad General de Einstein«, declaró el científico del proyecto
EHT Geoffrey Bower, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taipei.
«Estas observaciones sin precedentes representan un gran paso adelante en nuestro conocimiento
de lo que sucede en el centro mismo de nuestra galaxia, y ofrecen nueva información
sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno».
Los resultados del equipo del EHT se publican hoy en un número especial de la revista The Astrophysical Journal Letters.
Como el agujero negro está a unos 27,000 años luz de la Tierra, nos parece que tiene en el cielo
el mismo tamaño que tendría una dona o rosquilla en la Luna.
Para obtener su imagen, el equipo del EHT creó una red de ocho radio observatorios,
anteriormente construidos con otros fines, combinados para formar un único telescopio virtual
del tamaño de la Tierra [1]. El EHT observó Sgr A* durante varias noches, recopilando datos
durante muchas horas seguidas, de forma similar a como una cámara fotográfica tradicional
haría una imagen con un tiempo de exposición largo.
Uno de estos radio observatorios es el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM),
ubicado en el estado de Puebla, México.
“La participación del GTM en el EHT es importante, en parte porque el GTM es el radiotelescopio
de plato único más grande del mundo, diseñado y optimizado para realizar observaciones
en una longitud de onda de 1 milímetro”, dijo el Dr. David H. Hughes, Director del GTM
e investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE),
uno de los Centros Públicos de Investigación del CONACyT.
“Además la ubicación del GTM en México, en la región central de la red mundial de telescopios del EHT,
le permite aportar importantes datos para mejorar la calidad de la imagen final
del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia”, continuó el Dr. Hughes.
Este nuevo resultado destacado llega después de que la colaboración EHT publicara en 2019 la primera imagen de un agujero negro, conocido como M87*, en el centro de la galaxia elíptica gigante Messier 87.
Los dos agujeros negros tienen un aspecto notablemente similar, a pesar de que el del centro
de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño y ligero que M87* [2].
«Tenemos dos tipos de galaxias completamente diferentes y dos masas de agujeros negros muy distintas,
pero cerca del borde de estos agujeros negros ambos son asombrosamente similares»,
dijo Sera Markoff, vicepresidente del Consejo Científico del EHT y profesora de astrofísica teórica
en la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos).
«Esto nos dice que la Relatividad General es las que domina estos objetos a pequeña escala,
y cualquier diferencia que veamos a escalas mayores se debe a diferencias en el material que rodea a los agujeros negros».
Aademás, este resultado tiene especial importancia porque “a diferencia del agujero negro M87*, Sgr A*
tiene una masa extremadamente bien determinada y se encuentra a una distancia
que se conoce con mucha precisión. Esto permite confrontar más detalladamente los resultados obtenidos
por el EHT con las predicciones teóricas. La imagen obtenida está en acuerdo con la teoría de Einstein
para agujeros negros en rotación”, dijo el Dr. Laurent Loinard, investigador el en Instituto
de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
Este logro fue considerablemente más difícil que el de M87*, a pesar de que Sgr A* está mucho más cerca de nosotros.
El científico del EHT Chi-kwan (‘CK’) Chan, del Observatorio Steward
y del Departamento de Astronomía y del Instituto de Ciencia de Datos de la Universidad de Arizona,
en Estados Unidos, explicó:
«El gas en las proximidades de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad
–casi tan rápido como la luz–alrededor de Sgr A* y M87*. Pero mientras que el gas tarda entre días
y semanas en orbitar alrededor de M87*, en Sgr A* completa una órbita en cuestión de minutos.
El primero es mucho mayor que el segundo.
Esto significa que el brillo y la configuración del gas alrededor de Sgr A* estaba cambiando rápidamente
mientras la Colaboración EHT lo observaba–un poco como tratar de obtener una foto nítida
de un cachorro que da vueltas persiguiendo su cola.”
Las y los investigadores tuvieron que desarrollar nuevas y sofisticadas herramientas
que tuvieran en cuenta el movimiento del gas alrededor de Sgr A*.
Mientras que M87* era un objetivo más fácil y estable, ya que casi todas las imágenes
tenían el mismo aspecto, éste no fue el caso de Sgr A*.
La imagen del agujero negro Sgr A* es un promedio de las diferentes imágenes obtenidas
por el equipo, revelando por fin el gigante que acecha en el centro de nuestra galaxia por primera vez.
El esfuerzo ha sido posible gracias al talento y el esfuerzo de más de 300 investigadores e investigadoras de más de 80 instituciones de todo el mundo que juntos forman la Colaboración EHT.
Además de desarrollar complejas herramientas para superar los retos planteados
para obtener imágenes de Sgr A*, el equipo trabajó rigurosamente durante cinco años
utilizando supercomputadoras para combinar y analizar sus datos, todo ello mientras
compilaban una biblioteca sin precedentes de simulaciones de agujeros negros para compararlos con las observaciones.
En México, “los investigadores e investigadoras, particularmente jóvenes, han jugado un papel fundamental
en la recolección, tratamiento y análisis de las observaciones del centro Galáctico”,
enfatizó el Dr. Laurent Loinard. “Su contribución abarca la calibración de los datos,
la reconstrucción de las imágenes y su interpretación teórica, particularmente en términos
de las restricciones a posibles desviaciones de la teoría de la Relatividad General de Albert Einstein.”
“Las observaciones realizadas en 2017 permitieron consolidar un grupo binacional
entre México y Estados Unidos que incluye personal de investigación y técnico con las habilidades
requeridas para instalar, comprobar y configurar los dispositivos necesarios para incorporar el GTM
al arreglo del EHT”, indicó el Dr. David Sánchez Argüelles, investigador CONACyT por México
y colíder del grupo de observaciones del EHT en el GTM.
Las y los científicos están especialmente satisfechos por tener por fin imágenes de dos agujeros negros de tamaños muy diferentes, lo que ofrece la oportunidad de entender cómo se comparan y contrastan.
También han comenzado a utilizar los nuevos datos para probar teorías y modelos
sobre el comportamiento del gas alrededor de los agujeros negros supermasivos.
Este proceso aún no se comprende del todo, pero se cree que desempeña
un papel clave en la formación y evolución de las galaxias.
«Ahora podemos estudiar las diferencias entre estos dos agujeros negros supermasivos
para obtener nuevas y valiosas pistas sobre el funcionamiento de este importante proceso»,
afirma el científico del EHT Keiichi Asada, del Instituto de Astronomía y Astrofísica
de la Academia Sinica de Taipei. «Tenemos imágenes de dos agujeros negros,
uno extremadamente grande y otro extremadamente pequeño entre los agujeros negros
supermasivos del Universo, por lo que podemos ir mucho más lejos que nunca
en la comprobación de cómo se comporta la gravedad en estos casos extremos».
Este resultado ha sido significativo no sólo por su relevancia científica, sino también por lo que aporta a las comunidades académicas de los países participantes.
“Para México es muy importante continuar perteneciendo a la colaboración del EHT,
pues le da visibilidad a la ciencia mexicana y al GTM a nivel mundial”, dijo la Dra. Gisela Ortiz-León,
investigadora postdoctoral en el Instituto de Astronomía de la UNAM.
“También permite que estudiantes y jóvenes investigadores e investigadoras mexicanas
estemos inmersos en esta estimulante colaboración, en la que participan algunas
de las y los mejores científicos del mundo.”
Los avances en el EHT continúan: una gran campaña de observación en marzo de 2022
incluyó más telescopios que nunca.
La continua ampliación de la red del EHT y las importantes actualizaciones tecnológicas
permitirán a las y los científicos obtener más y mejores imágenes así como videos de agujeros negros en un futuro próximo.
“Actualmente, nuestro grupo binacional continúa desarrollando nuevos instrumentos y técnicas
que permitirán que el GTM adquiera un rol aún más relevante en las futuras observaciones del EHT”,
puntualizó el Dr. David Sánchez Argüelles. “Es emocionante pensar en la comprensión única
y nueva que nos proporciona el EHT de los agujeros negros supermasivos y su relación simbiótica con las galaxias”, concluyó el Dr. David H. Hughes.
