He aquí el Agujero Negro en el Centro de Nuestra Galaxia

Behold, the Black Hole at the Center of Our Galaxy

Vivimos en el borde interior de uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, una curva reluciente contra la oscuridad de la tinta. Viaja durante miles de años luz en una dirección, pasa innumerables estrellas, innumerables planetas e innumerables lunas, y llegarás al borde exterior de la Vía Láctea, donde los últimos fragmentos de nuestra galaxia dan paso a la quietud en expansión de la medio intergaláctico. Viaja aproximadamente la misma distancia en la otra dirección, pasando aún más estrellas, planetas y lunas, a través de brillantes nubes de polvo, y terminarás en el corazón de la galaxia, en uno de los lugares más misteriosos del universo.

Por primera vez en la historia de la humanidad, no tienes que imaginarlo. Usando telescopios lo suficientemente potentes como para ampliar nuestra percepción a distancias insondables, los astrónomos han hecho una postal cósmica: la primera imagen del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.

Contempla a Sagitario A* (pronunciado “A-estrella”), un objeto celeste que tiene la masa de 4 millones de soles pero que podría caber cómodamente dentro de la órbita de Mercurio, el planeta más cercano al sol.

La imagen proviene de observaciones realizadas por una red de radiotelescopios que abarcan cuatro continentes, como parte de un proyecto llamado Event Horizon Telescope. Esta es solo la segunda vez que los astrónomos en este esfuerzo han capturado uno de estos objetos con tanto detalle. La primera imagen, del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia cercana Messier 87, o M87 para abreviar, fue lanzado en 2019 con gran fanfarria. Einstein había predicho la existencia de agujeros negros, puntos invisibles en el vacío donde la gravedad deforma la estructura misma del espacio, más de un siglo antes, y aquí, por fin, había evidencia fotográfica de uno. Esa imagen marcó un tremendo logro en el campo de la ciencia. Pero este, de Sagitario A*, se siente un poco diferente, más especial. Los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de la mayoría de las grandes galaxias, lo que significa que el universo está lleno de estos objetos. Pero este es el más cercano a nosotros. Este es nuestro.

“Creo que nunca tuve un vínculo emocional con M87”, me dijo Feryal Özel, astrofísico de la Universidad de Arizona que trabaja en el Event Horizon Telescope. Özel ha pasado la mayor parte de su carrera estudiando Sagitario A*, tratando de comprender su naturaleza y peculiaridades distintas. Este, dijo, «Siento que lo sé».

Y aún así, no estamos viendo realmente a Sagitario A*, no realmente. Los astrónomos no pueden tomar una imagen real, en la forma en que lo consideraríamos los que no somos astrónomos, porque los agujeros negros son, por definición, invisibles. Entonces, la foto publicada hoy no muestra el agujero negro en sí. Los astrónomos han capturado la silueta de Sagitario A*. La imagen revela la sombra que el agujero negro inmensamente denso proyecta contra el gas cósmico brillante que gira a su alrededor. Al igual que el agujero negro de M87, Sagitario A* parece una rosquilla. De hecho, tiene un extraño parecido con los daneses de cereza y queso que se sirvieron en la conferencia de prensa que los astrónomos celebraron en Washington DC para revelar el resultado.

Los astrónomos realizaron las observaciones que produjeron esta imagen en la primavera de 2017. Ocho telescopios terrestres, dos en Hawái y Chile, y uno en Arizona, México, España y la Antártida, escanearon los cielos en conjunto durante varios días. Las observaciones, almacenadas en cientos de unidades de disco de computadora, fueron luego enviado a laboratorios en los Estados Unidos y Alemania, donde los científicos estudiaron detenidamente los datos como arqueólogos en un sitio de excavación, eliminando el ruido para excavar la señal de un agujero negro supermasivo. Habían seguido un proceso similar para revelar el agujero negro de M87, que se observó durante la misma carrera en 2017.

Pero sacar a Sagitario A* fue mucho más difícil. El agujero negro supermasivo de M87 es 1.500 veces más masivo que Sagitario A*, lo que significa que el material cósmico que lo rodea orbita con bastante lentitud, oscilando en la escala temporal de días. Las cosas que rodean al pequeño Sagitario A* se mueven más rápido, cambiando en cuestión de horas o incluso minutos, lo que hace que el entorno sea más difícil de capturar, me dijo Özel. Además de eso, aunque Sagitario A* está a solo 27 000 años luz de la Tierra, y «solo» es bastante apropiado si se considera que el agujero negro en M87 está a 55 millones de años luz de la Tierra, nuestro agujero negro supermasivo es más difícil de detectar. ver. “Estamos mirando a través de todo lo que está entre nosotros y el centro de la galaxia, mientras que para M87, estamos mirando hacia afuera y lejos de la Vía Láctea”, dijo Özel. Todas las cosas cósmicas entre nosotros y el centro galáctico pueden causar que la luz proveniente del centro galáctico aparezca distorsionada en los datos. “Tuvimos que entender realmente este efecto y restarlo de nuestras imágenes correctamente”, dijo Özel.

La nueva imagen es una prueba más de que el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia es, bueno, exactamente eso. Einstein publicó las teorías que predecían la existencia de tales objetos en 1916, pero las primeras campañas de observación reales no comenzaron hasta la década de 1970. En esa década, los astrónomos detectaron una fuente misteriosa y compacta de emisiones de radio en el centro galáctico que parecía que podría ser un agujero negro, «pero no mucha gente nos creyó entonces», Reinhard Genzel, astrofísico del Instituto Max Planck de Extraterrestres. Me lo dijo un físico que estudia Sagitario A* pero que no participó en las últimas investigaciones. Se necesitarían décadas de investigación adicional para demostrar que no hay otra explicación para el misterioso objeto en el núcleo de la Vía Láctea. En los últimos años, los equipos dirigidos por Genzel y la astrofísica de la UCLA Andrea Ghez han capturado con gran detalle algunas de las estrellas más cercanas al agujero negro, que, desde nuestra perspectiva, parecen girar salvajemente alrededor de un punto invisible en el espacio. En 2020, Genzel y Ghez compartieron el Premio Nobel de física por proporcionar la evidencia más convincente por la existencia del agujero negro central de la Vía Láctea.

Y el centro galáctico, según han descubierto los investigadores, es un lugar extraño. Se sorprendieron al descubrir, por ejemplo, que la mayoría de las estrellas agrupadas cerca de Sagitario A* son más jóvenes que viejas, un descubrimiento que va en contra de todo lo que los astrónomos entienden sobre la formación estelar. “Eso significa que las estrellas deben haberse formado muy cerca del agujero negro”, me dijo Tuan Do, astrofísico de la UCLA que estudia el centro galáctico. Pero Sagitario A* “crea enormes cantidades de gravedad en esta región, por lo que las nubes de gas que forman las estrellas deberían desgarrarse en esta región”. Quizás hace mucho tiempo, decenas de millones de años en el pasado, el agujero negro estaba rodeado por un disco giratorio de gas que giraba tan rápido que las bolsas se encendieron y se convirtieron en estrellas. Ese entorno se ha ido hoy; Sagitario A*, en lo que respecta a los agujeros negros supermasivos, se considera relativamente tranquilo.

Tranquilo no significa aburrido. Aunque las teorías de Einstein llevaron al descubrimiento de los agujeros negros, los científicos aún no saben si las reglas de la gravedad, tal como las entendemos, se aplican en condiciones tan extremas e incognoscibles. El resultado de 2019 mostró que la sombra de un horizonte de eventos es, como se predijo, esférico. Pero “nuestras mejores teorías todavía se están quedando cortas”, me dijo Ghez. “Los agujeros negros representan ese colapso fundamental en nuestra comprensión de cómo funciona la gravedad”, dijo. Sagitario A* está estirando algunos objetos celestes cercanos como caramelo, como suelen hacer los agujeros negros, pero esos objetos son cientos de veces más grandes de lo que predicen los modelos. Y los científicos aún están muy lejos de comprender lo que sucede en el interior de un agujero negro, más allá de ese punto de no retorno.

Incluso en esta parte muy extraña de nuestro vecindario cósmico, algunas evidencias sugieren que las estrellas podrían albergar planetas, mundos formados por el caos distintivo de su entorno. «Vemos sistemas estelares binarios en el centro galáctico, lo que significa que dos estrellas pueden permanecer unidas, a pesar de las fuertes fuerzas de marea del agujero negro y el entorno caótico», Jessica Lu, astrofísica de UC Berkeley que estudia la formación estelar. en el centro galáctico, me dijo. “Entonces, tal vez los planetas también puedan formarse y sobrevivir”. En el centro galáctico, los pocos años luz vacíos que separan nuestro sol de su vecino estelar más cercano estarían repletos de estrellas. Y en un cielo nocturno en el centro de la Vía Láctea, esas estrellas aparecerían tan brillantes como lunas llenas. “Podríamos visitarlos en períodos de tiempo razonables y nuestra estrella podría estar en peligro de ser golpeada por otra estrella”, dijo Do. «Probablemente todos seríamos astrónomos, porque nos importaría mucho más lo que sucede en el cielo».

Para Ghez, la nueva imagen de Sagitario A* es una importante contribución a la astrofísica. Esa es su respuesta cuando piensa como científica. Cuando se toma un momento para considerar la obra de otra manera, más sentimental, aprecia “el hecho de que nosotros, como humanos, que somos tan finitos y pequeños, podamos tener esta comprensión de cosas que son tan inmensas”. Y no solo eso, sino sentir algún tipo de parentesco con ella. “Me encanta hablar de nuestra galaxiaa diferencia de tla vía láctea,» ella dijo. “Es nuestro hogar”.

El cargo He aquí el Agujero Negro en el Centro de Nuestra Galaxia apareció por primera vez en El Atlántico.

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