¿Es posible observar un agujero negro? Astrónomo analiza la dificultad en el estudio de estos misteriosos cuerpos celestes

El próximo miércoles el proyecto Event Horizon Telescope presentará una imagen que posiblemente muestre el "borde" del agujero negro súper masivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea, un hito que, hasta ahora, no se ha logrado.

05 de Abril de 2019 | 07:26 | Redactado por Camila Díaz S., Emol
NRAO/AUI/NSF/NASA/STScI (Ilustración demostrativa)
Los agujeros negros son uno de los principales intereses de la Astronomía, protagonistas de muchas teorías -entre ellas la reconocida idea de Albert Einstein y su Teoría de la Relatividad- y responsables también de diversos Premios Nobel, como el entregado en 2017 por las ondas gravitacionales. Sin embargo, hasta ahora ningún instrumento ha sido capaz de publicar una fotografía de alta calidad sobre estos objetos, la pregunta es por qué.

Para dimensionar la complejidad de estos cuerpos celestres, el astrónomo académico del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica, Ezequiel Treister, detalla que lo primero es entender que "el agujero negro, por definición, es un objeto en que la velocidad de escape es igual o mayor a la velocidad de la luz, por lo tanto, una vez que la luz cae dentro del horizonte de eventos de un agujero negro, ya no puede escapar y es por esto que no lo podemos ver directamente, sino que lo que vemos es su efecto".

En palabras simples, es un cuerpo que absorbe todo lo que está a su alrededor, privando incluso a la luz de salir y, puesto que los instrumentos que nos permiten observar el cosmos operan con este elemento, no es posible captarlos. Lo que sí se puede -y aun así representa un desafío enorme para la ciencia- es mirar su efecto en el Universo, algo que también es llamado el "horizonte de eventos".

La importancia de una fotografía de este nivel es precisamente su efecto en las teorías existentes en la actualidad. De acuerdo a Treister, "una de las cosas que permitiría esta observación es probar la Teoría de la Relatividad de Einstein en condiciones que no ha sido probada antes".


Sgr A* en el centro de la Vía Láctea. Créditos: Wikimedia Commons

Al no ser observables de la manera "tradicional", desde 2016 varios equipos internacionales de científicos se han enfocado en un proyecto para lograr una fotografía que muestre este entorno de un agujero negro. Para ello, existe un proyecto llamado Event Horizon Telescope (EHT) que se enfoca en "observar directamente el ambiente inmediato de un agujero negro", un trabajo que podría llevar a "imágenes de fuertes efectos gravitacionales".

Precisamente esto es lo que se espera que se muestre el próximo miércoles 10 de abril cuando Santiago será una de las cinco ciudades en todo el mundo en que se dará una conferencia -simultánea en todos los países- para revelar un importante logro que involucra a este proyecto. Además de la capital nacional, las miradas de la academia están puestas en Bruselas, Tokio, Taipéi y Washington D.C.

Los agujeros negros súper masivos son en realidad "pequeños"


Además de la falta de luz que permitiría realmente observar uno de esos misteriosos cuerpos celestes, los científicos deben enfrentarse a otros problemas. Según explica Treister, "la razón principal [por la que no hay imágenes de agujeros negros] es porque son chicos, a pesar de ser muy masivos, para ser un agujero negro, casi por definición, tienen que ser objetos muy compactos, muy densos y por lo tanto su tamaño es muy chico".

22millones de kilómetros mide el diámetro de Sgr A*
En una analogía, nuestro Sol, que está al centro del Sistema Solar, tiene un radio de 695.510 kilómetros y una masa de 1.9885×1030 kilos -o 333.000 veces la masa de la Tierra-. Si de él se tratara de hacer un agujero negro, toda esa masa debería comprimirse y meterse dentro de una esfera de sólo tres kilómetros de radio, es decir, algo muy compacto. "Tendríamos todo el Sol en una esfera del radio menor a la ciudad de Santiago", explica a Emol el también investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), "evidentemente eso hace que sea muy difícil de detectarlos".

Si se cumplen las predicciones respecto al anuncio que harán los equipos involucrados en este hallazgo, el miércoles podríamos tener la primera imagen del entorno de un agujero negro súper masivo, pero no cualquiera. Aparentemente la imagen sería de Sagittarius A*, que es el que se encuentra en el centro de la Vía Láctea y "uno de los más grandes que conocemos cerca nuestro, tiene algo así como cuatro millones de veces la masa del Sol, su diámetro es 22 millones de kilómetros".

A pesar de un diámetro de más de 20 millones de kilómetros puede parecer bastante, Treister explica que "es algo así como un 24% de la distancia entre la Tierra y el Sol que, para escalas astronómicas, están lado".

A años luz del Sistema Solar


Otro de los problemas a superar cuando de fotografiar el entorno de un agujero negro se trata es la distancia. Para que el Sistema Solar esté fuera de peligro, y por mucho tiempo, de Sagittarius A* (o Sgr A*) debe estar realmente lejos. De acuerdo a las mediciones actuales, este agujero negro se encuentra a 25.640 años luz. Mientras que Messier 87 se encuentra a unos 53 millones de años luz de la Vía Láctea.

Crédito: NASA

Ante esto, los científicos no pueden utilizar un único instrumento. Es por esto que el proyecto detrás del EHT ha trabajado "combinando la luz recibida en observatorios en distintos lugares de la Tierra, en la Antártica, en Hawaii, en Europa, en Chile", con lo que finalmente -se cree- "permitió alcanzar ese grado de resolución espacial o nitidez para ver esta región".

Esto porque "para poder tomar una observación con la nitidez necesaria para ver un objeto tan chico, tan lejos de nosotros, necesitamos telescopios como el Event Horizon Telescope que en realidad es una combinación de imágenes de varios telescopios ubicados en toda la Tierra, de manera que es el equivalente, al menos en resolución y nitidez, a tener un telescopio del tamaño de toda la Tierra".

¿Qué es entonces lo que realmente se ve?

Este miércoles 10 de abril, cuando cinco ciudades en distintos puntos del mundo develen simultáneamente la esperada fotografía lo que se verá en ella será "la sombra del agujero negro", también llamado "horizonte", posiblemente, aventura el científico del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica.

"Una de las cosas que permitiría esta observación es probar la Teoría de la Relatividad de Einstein en condiciones que no ha sido probada antes"

Ezequiel Treister, Astrónomo PUC y CATA
"El Event Horizon Telescope lo que va a ver es lo que se llama la sombra del agujero negro, que son los efectos relativistas de la gravitación extrema que ocurre alrededor de los agujeros negros, esos efectos ocurren en tamaños muy chicos, en escalas de millones de kilómetros", es decir, cómo el Universo "cede" ante la condensada masa de un agujero negro tan concentrada.

"El agujero negro no tiene una superficie como la Tierra, tiene un horizonte de eventos y, por lo tanto, no corresponde hablar de adentro o afuera del agujero negro", comenta el académico, agregando que "o que vamos a ver es lo que vamos a detectar es la sombra del agujero negro, y la sombra se refiere al efecto gravitatorio que produce el agujero negro en su entorno, y eso hace que aparezcan fenómenos interesantes como, por ejemplo, que material que está detrás del agujero negro que normalmente no se debería ver, producto de la gravedad y la curvatura del espacio que genera, que es tan extrema, hace que puedan ser visibles".

Con este movimiento en el Universo, se genera "una especie de sombra y por eso hablamos que lo que vamos a detectar es la sombra del agujero negro que, en realidad, corresponde a los efectos que produce el agujero negro en su entorno más cercano".

Claro que la fotografía final no estará hasta cinco días más cuando los organismos internacionales detrás de este proyecto decidan presentarla al público como una de las revelaciones científicas más importante del año.
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