Escrito por Dennis Overbye

Los astrónomos anunciaron el miércoles que por fin habían visto lo invisible: un agujero negro, un abismo cósmico tan profundo y denso que ni siquiera la luz puede escapar de él.

"Hemos expuesto una parte de nuestro universo que nunca habíamos visto", dijo Shep Doeleman, astrónomo del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, y director del esfuerzo por capturar la imagen, durante una rueda de prensa del miércoles en Washington. Dc

La imagen, de un anillo de luz torcido que rodea un círculo oscuro en el corazón de la galaxia conocida como Messier 87, a unos 55 millones de años luz de distancia, se parecía al Ojo de Sauron, un recordatorio una vez más del poder y la malevolencia. de la naturaleza. Es un anillo de humo que enmarca un portal de ida a la eternidad.

Para capturar la imagen, los astrónomos llegaron a través del espacio intergaláctico a una galaxia gigante conocida como Messier 87, en la constelación de Virgo. Allí, un agujero negro aproximadamente 7 mil millones de veces más masivo que el sol está desatando un violento chorro de energía a unos 5,000 años luz en el espacio.

La imagen ofreció una afirmación final y sonora de una idea tan perturbadora que incluso Einstein, de cuyas ecuaciones surgieron los agujeros negros, se mostró reacio a aceptarla. Si se acumula demasiada materia en un solo lugar, la fuerza acumulativa de la gravedad se vuelve abrumadora y el lugar se convierte en una trampa eterna, un agujero negro. Aquí, según la teoría de Einstein, la materia, el espacio y el tiempo llegan a su fin y se desvanecen como un sueño.

El miércoles por la mañana esa visión oscura se convirtió en una realidad visceral. Cuando la imagen se colocó en la pantalla de Washington, se escucharon vítores y jadeos, seguidos de un aplauso.

La imagen surgió de dos años de análisis computarizado de observaciones de una red de antenas de radio llamada Event Horizon Telescope. En total, ocho observatorios de radio en seis montañas y cuatro continentes observaron la galaxia en Virgo de forma intermitente durante 10 días en abril de 2017.

La serie de telescopios también monitoreaba una fuente débil de ruido de radio llamada Sagittarius A * (pronunciado Sagittarius A-star), en el corazón de nuestra galaxia Vía Láctea. Allí, a 26,000 años luz de la Tierra, y enterrados en las profundidades del polvo y el gas interestelar, otro agujero negro, con una masa de 4,1 millones de soles, casi con toda seguridad se esconde.

La red lleva el nombre del borde de un agujero negro, el punto de no retorno; Más allá del horizonte de eventos, ni siquiera la luz puede escapar de la atracción gravitacional del agujero negro.

Desde hace algunos años, la literatura científica, los medios de comunicación y las películas como "Interstellar" y la recientemente lanzada "High Life" han presentado simulaciones por ordenador de agujeros negros muy sofisticadas y altamente académicas. Pero lo real se veía diferente. Para empezar, los agujeros negros en las películas normalmente no están rodeados por discos de acreción ardiente de materia arremolinada y condenada, como lo están los agujeros negros en Virgo y Sagitario.

Quizás aún más importante, las imágenes proporcionan a los astrofísicos el primer vistazo a las entrañas de un agujero negro. Se cree que la energía interna es lo suficientemente poderosa para alimentar los quásares y otros fenómenos violentos desde los núcleos de las galaxias, incluidos los chorros de radiación intensa que arrojan 5.000 años luz de la galaxia M87.

Cuando el gas caliente y denso se arremolina alrededor del agujero negro, como el agua que se dirige por un desagüe, las presiones intensas y los campos magnéticos hacen que la energía se disperse desde ambos lados. Como resultado paradójico, los agujeros negros supermasivos, que se esconden en los centros de las galaxias, pueden ser los objetos más luminosos del universo.

La inauguración, ante una multitud en el National Press Club en Washington, DC, y en otros cinco lugares en todo el mundo, tuvo lugar casi exactamente un siglo después de que las imágenes de estrellas torcidas en el cielo hicieran a Einstein famoso y confirmara su teoría de la relatividad general como la Ley del cosmos. Esa teoría atribuye la gravedad a la deformación del espacio y el tiempo por la materia y la energía, como lo hace un colchón que se hunde debajo de un durmiente, y permite que los contenidos del universo, incluidos los rayos de luz, sigan caminos curvos.

La relatividad general condujo a una nueva concepción del cosmos, en la que el espacio-tiempo podía temblar, doblarse, rasgarse, expandirse, girar como un maestro de mezclas e incluso desaparecer para siempre en las fauces de un agujero negro.

Para sorpresa de Einstein, las ecuaciones indicaban que cuando se concentraba demasiada materia o energía en un lugar, el espacio-tiempo podía colapsar, atrapando la materia y la luz a perpetuidad.

A Einstein no le gustó esa idea, pero el consenso actual es que el universo está salpicado de agujeros negros que esperan que caiga algo.

Muchas son las lápidas gravitacionales de las estrellas que quemaron su combustible y se derrumbaron. Pero otros, agazapados en los centros de casi todas las galaxias, son millones o billones de veces más masivos que el sol.

Nadie sabe cómo se podrían haber reunido semejantes de la nada. ¿Las arrugas densas en las energías primordiales del Big Bang? ¿Monstruos estrellas fugitivas que colapsaron y se tragaron sus alrededores en los años del universo?

Los científicos tampoco saben qué sucede en última instancia con lo que caiga en un agujero negro, ni qué fuerzas reinan en el centro, donde, según los cálculos, sabemos que la densidad se acerca al infinito y sale humo de la computadora de Dios.

Cualquier duda persistente sobre la realidad de los agujeros negros se desvaneció hace tres años cuando el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser, o LIGO, detectó la colisión de un par de agujeros negros distantes, lo que envió un escalofrío a través del tejido del espacio-tiempo.

Desde entonces, se han registrado otras colisiones y los agujeros negros se han vuelto tan monótonos que los astrónomos ya no se molestan en enviar comunicados de prensa sobre ellos.

Ahora la realidad tiene una cara.

La prueba de que estos objetos son realmente agujeros negros sería encontrar que la oscuridad en el corazón de Virgo era más pequeña que las predicciones matemáticas para un agujero negro. Pero cuanto más lo reducían los astrónomos, más difícil tenían que trabajar.

El espacio interestelar está lleno de partículas cargadas como electrones y protones; estas dispersaron las ondas de radio que emanaban del agujero negro en un borrón que ocultaba los detalles de la fuente. "Es como mirar a través de vidrio esmerilado", dijo Doeleman, director del Telescopio Event Horizon.

Para penetrar en la bruma y ver más profundamente en las sombras de Virgo, los astrónomos necesitaban poder sintonizar su radio telescopio a longitudes de onda más cortas. Y necesitaban un telescopio más grande. Cuanto más grande sea la antena, mayor será la resolución o el aumento que puede lograr.

Ingrese al Telescopio de Horizon de Eventos, llamado así por el punto de no retorno de un agujero negro; todo lo que cruza el horizonte del evento cae en la oscuridad eterna. El telescopio fue el sueño de Doeleman, quien se inspiró para estudiar los agujeros negros al examinar la misteriosa actividad en los centros de radio galaxias violentas como la M87.

Al combinar datos de radiotelescopios tan lejanos como el Polo Sur, Francia, Chile y Hawai, utilizando una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga, Doeleman y sus colegas crearon un telescopio tan grande como la Tierra, con el poder de resolver detalles tan pequeños. Como una naranja en la superficie lunar.

La red ha ganado antenas y sensibilidad en la última década. En la primavera de 2015, un esfuerzo con siete telescopios apuntó a los centros de la Vía Láctea y M87, pero el mal tiempo dificultó las observaciones.

Dos años más tarde, en abril de 2017, la red de ocho telescopios, incluido el Telescopio del Polo Sur, sincronizados por relojes atómicos, observó a los dos objetivos de forma intermitente durante 10 días.

El equipo de Event Horizon tardó dos años en reducir y recopilar los resultados de sus observaciones de 2017. Los datos eran demasiado voluminosos para transmitirlos a través de Internet, por lo que tuvieron que ser colocados en discos duros y trasladados en avión al Observatorio Haystack del MIT, en Westford, Massachusetts, y al Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Bonn, Alemania.

Los datos del Polo Sur no pudieron llegar antes de diciembre de 2017, dijo Doeleman, "porque era un invierno antártico, cuando no podía entrar ni salir nada".

El año pasado, el equipo se dividió en cuatro grupos para ensamblar imágenes del volcado de datos. Para mantenerse objetivos y protegerse contra los prejuicios, los equipos no tuvieron contacto entre sí, dijo Doeleman.

Mientras tanto, el telescopio seguía creciendo. En abril de 2018, se agregó un telescopio en Groenlandia a la colaboración. Se realizó otra prueba de observación de la Vía Láctea y la M87, y se capturó el doble de datos recopilados en 2017.

"Hemos enganchado nuestro carro a un cohete de ancho de banda", dijo Doeleman la semana pasada. Las nuevas observaciones no se incluyeron en la revelación del miércoles, pero permitirán a los astrónomos verificar los resultados de 2017 y realizar un seguimiento de los cambios en los agujeros negros a medida que pasan los años.

"El plan es llevar a cabo estas observaciones por tiempo indefinido", dijo Doeleman, emprendiendo su nueva carrera como domador de bestias extragalácticas, "y ver cómo cambian las cosas".