El corazón de la Vía Láctea, como otros muchos puntos del Universo, es un misterio para nosotros. En el corazón de nuestra galaxia hay un agujero negro supermasivo que pesa cuatro millones de soles. Rodeado de un disco brillante de materia mezclada, esta sima sin fondo del espacio-tiempo a menudo se esconde por una manta de gas, polvo y estrellas en órbita.
Pero un equipo internacional de 200 científicos que utilizan la red mundial de telescopios Event Horizon, incluido el observatorio IRAM de Granada, finalmente pudieron observar directamente el corazón de nuestra galaxia y hoy ha dado a conocer la primera imagen de su silueta. Agujero negro. Las observaciones, realizadas en el 2022, se describen en una colección de artículos científicos publicados hoy en Astrophysical Journal Letters.
‘Hoy, el Telescopio Event Horizon tiene el placer de compartir con vosotros la primera imagen directa del gigante suave en el centro de nuestra galaxia, Sagitario A*’, dijo Feryal Ozel de la Universidad de Arizona (EE.UU.) durante una conferencia telefónica . publicar un logro. ‘Le conocí hace 20 años y desde entonces le quiero e intento entenderlo. Sin embargo, hasta ahora no teníamos ninguna visión directa para confirmar que Sagitario A* era realmente un agujero negro.
La imagen muestra un anillo rapado de materia radiativa que cierra un pozo de oscuridad: la sombra del agujero negro conocido como Sagitario A* (pronunciado ‘Sagittarius A Star’ o Sgr A). La imagen viaja al horizonte de eventos de un agujero negro, cuyo punto de no retorno más allá del que las estrellas, los planetas, el polvo e incluso la luz desaparecen para siempre.
‘La luz que está demasiado cerca de un agujero negro, lo suficientemente cerca para ser tragada, finalmente pasa por su horizonte, dejando sólo un hueco oscuro en el centro’, explica Ozel.
en 2022 el mismo equipo reveló una imagen similar del agujero negro supermasivo en el corazón de M87, una galaxia a 50 millones de años luz de distancia. La imagen marcó la primera vez que se había observado directamente la sombra de un agujero negro. Ambas imágenes se hicieron combinando datos de ocho observatorios de todo el mundo, haciendo de la Tierra un gran telescopio.
“Estudios anteriores, que en 2022 recibieron el Premio Nobel de Física, demostraron que en el centro de nuestra galaxia existe un objeto extremadamente compacto con una masa cuatro millones de veces mayor que la de nuestro Sol. Ahora, gracias a la EHT, hemos podido obtener la primera confirmación visual de que este objeto es casi seguramente un agujero negro, con propiedades que se corresponden perfectamente con la teoría de la relatividad general de Einstein”, afirma José Luis Gómez, miembro del consejo científico. del EHT y Jefe de grupo del EHT. Astrofísica Andaluza (IAA-CSIC).
Con esta imagen del segundo agujero negro, los científicos podrán investigar más si la física tal y como la conocemos (y la teoría de la relatividad general de Einstein en particular) es cierta en el entorno extremo que rodea a un agujero negro supermasivo. Y comparando estas nuevas observaciones con las de M87, los científicos pueden obtener más información sobre el comportamiento de los agujeros negros de distintas masas.
‘Pensé mucho en este agujero negro durante mi doctorado’, dice Sera Markoff de la Universidad de Ámsterdam en Países Bajos. ‘Estás trabajando en algo, pero es muy abstracto, y de repente es como: esto es todo. Está mirando un agujero negro.
Un telescopio de tamaño mundial
en abril de 2022, los científicos apuntaron radiotelescopios desde ocho observatorios hacia el centro de nuestra galaxia. Esparcidos desde Hawái hasta España (Sierra Nevada, Granada) y el polo sur, cada uno de los telescopios observó Sagitario A* tal y como se ve por la rotación de la Tierra. Una vez recogidas las observaciones, el equipo combinó los datos de cada telescopio (utilizando una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga) y utilizó los datos para crear la imagen.
La imagen de Sagitario A* no fue tan fácil como el agujero negro supermasivo M87, que se observó durante la misma campaña. A unos 26.000 años luz de distancia, Sagitario A* puede ser el objeto más masivo de la galaxia, pero es relativamente pequeño cuando se trata de agujeros negros supermasivos: aproximadamente 1/1.500 de la masa del agujero negro central de M87.
Si el agujero negro M87, de 6.500 millones de masa solar, estuviera en el centro del sistema solar, lo destruiría todo hasta 130 veces más lejos del Sol que la Tierra; Sagitario A*, en cambio, ni siquiera llenaría la órbita de Mercurio.
Sagitario A* también está muy oscurecido por el polvo y los gases del centro de la Vía Láctea, siendo el entorno local increíblemente variable (remolines, turbulencias, bengalas), lo que dificulta la combinación de observaciones en una sola imagen. ‘Las cosas se mueven más rápidamente en torno a los agujeros negros más pequeños’, dice Dimitrios Psaltis, astrofísico de la Universidad de Arizona. ‘Nos preocupaba que el plasma alrededor del agujero negro se moviera durante las ocho horas de rotación de la Tierra y nos impidiera hacer una imagen.
Pero al final, Sagitario A* cooperó en la creación de su retrato.
Trincheras en el centro de la galaxia
La nueva imagen revela detalles importantes sobre la trinchera gravitatoria en el centro de nuestra galaxia, incluida su orientación rotacional, que muestra que la parte superior (o inferior, dependiendo de su punto de vista) del agujero negro apunta casi directamente a la Tierra. Su masa también es coherente con las estimaciones anteriores hechas estudiando las estrellas que orbitan en torno al agujero negro.
De manera algo preocupante, los datos también muestran que este agujero negro supermasivo no está arrojando una poderosa corriente de partículas al espacio, que es una característica bastante común de estos objetos, incluido el agujero negro M87.
‘Así que el debate es ahora: ¿el Sagitario A* está gruñiendo realmente y es difícil de ver en un entorno complejo porque es tan pequeño y débil?’ se pregunta Markoff. ‘Por todo lo que podemos ver, nuestros modelos predicen que habría un avión a reacción’.
En cuanto a los agujeros negros supermasivos, Sagitario A* es el objeto más hambriento que la EHT ha visto. En lugar de devorar con furioso cualquier cosa que se acerque demasiado, está inactivo, sólo toma tragos del viento estelar emitido por las estrellas cercanas, robando suficientes muelles para formar un anillo visible. Sin embargo, hay muchas pruebas de que Sagitario A* fue mucho más activo en el pasado.
‘Sabemos que los agujeros negros pasan por ciclos de actividad. Lo vemos claramente cuando miramos los agujeros negros supermasivos en los cúmulos de galaxias”, dice Markoff. ‘Vemos que las burbujas soplan a través de sus ciclos en el gas circundante, y parece que hacen volar estas burbujas cada cien millones de años más o menos’. Por tanto, hay un interruptor de encendido/apagado.
Estos estallidos de Sagitario A* han dejado rastros en las moléculas del medio interestelar, lo que sugiere que su actividad varía (al menos de media) a lo largo de milenios o incluso siglos. Y aunque los científicos saben que la actividad de un agujero negro depende de la cantidad de materia que consume, no está claro cómo funciona este proceso.
Una forma en que los científicos pueden desentrañar el vórtice caótico que rodea a Sagitario A* es compararlo con el Sol. La masa del Sol es significativamente menor, pero su turbulencia burbuja, los campos magnéticos remolinos, las bengalas, las erupciones y los gases abrasantes pueden ayudar. Astrónomos Obtenga más información sobre la física que rodea los agujeros negros supermasivos.
‘Es un modo más extremo, por supuesto’, dice Markoff. ‘Pero lo que me sorprende es que gran parte de lo que hemos aprendido de la física solar se puede aplicar a los agujeros negros de muchas formas; De hecho, tomamos en préstamo varias técnicas.’
todas las formas y tamaños
Ahora los científicos esperan que aprender más sobre M87 y Sagitario A*, sus similitudes y diferencias, les ayude a entender mejor la mayor población de agujeros negros. Si las teorías son válidas para objetos de tamaños tan distintos, los científicos pueden estar más seguros de que las teorías explicarán con precisión los objetos que no se pueden ver con tanta claridad.
‘La inspección es realmente muy difícil en nuestra región. No podemos volar hacia un agujero negro y decir: ‘Eh, ¿realmente está pasando esto?’, pero eso es lo que pudimos hacer aquí’, dice Markoff.
Dos agujeros negros también permiten a los físicos verificar la predicción de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1916. Los agujeros negros son una de las predicciones de la teoría, y un resultado sobre el que el propio Einstein era escéptico. Sin embargo, aparte de algunos misterios en el ámbito cuántico, la relatividad general parece mantenerse hasta ahora, incluso en entornos astrofísicos extremos donde los científicos podrían esperar a que se descompone.
‘Nos sorprendió cómo el tamaño del anillo coincide con las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein’, dijo Geoffrey Bower, líder del proyecto EHTG, Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica, Taipei.
‘Si tomas dos cosas en el Universo con una diferencia de masa de 1.500, no son iguales: un planeta gigante y un asteroide pequeño, una galaxia grande y una galaxia pequeña, una hormiga y un elefante, una roca pequeña y una montaña, ” dice Psaltis.
“Todas las teorías del mundo tienen una escalera, y cuando pasas de escalera en escalera parecen diferentes. Salvo la relatividad general. Es la única teoría que no tiene escalera. Puede mirar a los más pequeños y los mayores y se comportan exactamente igual.
Marcel Aridane ha practicado prácticamente todos los tipos de avistamientos, aunque su especialidad son las galaxias… Ha participado en numerosas quedadas y congresos del estudio de galaxias. Algunas de los mejores consejos para estudiar las galaxias han sido compartidas por él, que nos permite mejorar en nuestro nivel de observación y disfrute.