Ciencia internacional (y acento español) para ponerle cara a un agujero negro

Antes del 10 de abril de 2019, la humanidad solo podía imaginar cómo era un agujero negro. Había teorías y mediciones, es cierto, pero todas las imágenes que veíamos eran ilustraciones. Ese día, hace ahora un mes, se publicó la primera fotografía en la historia de un agujero negro. Un hito astrofísico sin precedentes que hubiese sido imposible sin sus protagonistas individuales y, sobre todo, sin el esfuerzo conjunto de la ciencia global.

En los días que siguieron a la publicación de la imagen descubrimos a Katie Bouman, la estudiante de posdoctorado del MIT que creó uno de los tres algoritmos utilizados para formar la primera imagen del agujero negro en el centro de la galaxia Messier 87. Y nos sorprendimos con los cinco petabytes de información procesados para la imagen (tantos, que fue más sencillo mandarlos en discos duros en avión que subirlos a la nube).

Detalles individuales importantes que no empañan el hecho de que la histórica imagen solo haya sido posible gracias al trabajo en equipo de cientos de científicos de 18 países, capaces de convertir el planeta Tierra en el radiotelescopio de mayores dimensiones que haya ingeniado nuestra civilización.

primera fotografía de un agujero negro

Un telescopio planetario con un pie en Granada

En la teoría de la relatividad general desarrollada por Albert Einstein se habla del horizonte de sucesos (o event horizon, en inglés). Se trata de la frontera que un agujero negro coloca entre su mundo y el nuestro. El límite a partir del cual nada consigue escapar y dentro del cual nada podemos ver. Todo lo que se asoma a un lado del horizonte de sucesos no vuelve a salir.

Desde hace décadas, los astrofísicos están empeñados en observar directamente ese horizonte. El objetivo es captar de la mejor manera posible cómo actúan las fuerzas de gravedad en las cercanías de un agujero negro. Y, también, comprobar si Einstein estaba o no en lo cierto. Por eso el proyecto que logró la fotografía se llama Event Horizon Telescope (EHT).

No se trata de un telescopio al uso. Sino de una red mundial de ocho telescopios ya existentes situados en zonas remotas a una gran altitud. Estos fueron actualizados y modernizados para utilizar una técnica denominada interferometría de muy larga base (VLBI, por sus siglas en inglés). Esta técnica permite sincronizar instalaciones de todo el mundo y aprovecha la rotación de la Tierra para formar un gigantesco telescopio virtual de tamaño planetario.

Es tan potente que, según explican desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), dependiente del CSIC, alcanza una resolución angular suficiente como para poder leer un periódico en Nueva York desde una cafetería en París. Los ocho telescopios sincronizados para el EHT son el ALMA y el APEX, en el desierto chileno de Atacama, el IRAM 30 metros en Sierra Nevada (Granada), el James Clerk Maxwell Telescope y el Submillimeter Array, en Hawái, el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (México), el Submillimeter Telescope, en Arizona, y el South Pole Telescope en la Antártida.

La importancia del equipo

Katie Bouman se llevó varias portadas en los días que siguieron a la publicación de la fotografía. No es para menos, era una de las capitanas del equipo que había hecho posible el procesamiento de la imagen. Entre los líderes encargados de este trabajo estaban además José Luis Gómez, investigador del IAA y desarrollador de uno de los tres algoritmos empleados en el proceso, Andrew Chael, Kazunori Akiyama, Michael D. Johnson y Sara Issaoun.

Junto a José Luis Gómez estaban también Antxon Alberdi, director del IAA, quien investiga sobre la formación de chorros relativistas en torno a agujeros negros supermasivos. E Iván Martí-Vidal, del Instituto Geográfico Nacional (IGN), quien diseñó los algoritmos que permitieron combinar los datos de ALMA con el resto de radiotelescopios. Se tire del hilo del que se tire, los nombres de decenas de científicos salen a la luz. El triunfo del trabajo en equipo y de la colaboración global.

“El EHT es el resultado de años de colaboración internacional y ofrece a los científicos una nueva forma de estudiar los objetos más extremos del universo predichos por la relatividad general de Einstein, un siglo después del histórico experimento que confirmó esta teoría por primera vez”, señalan desde el CSIC. Es el resultado más visible del trabajo de estrecha colaboración entre 13 instituciones científicas y multitud de agencias de financiación, tanto públicas como privadas.

¿Por qué queremos una foto de un agujero negro?

El agujero negro de Messier 87 es bastante fotogénico. Queda muy bien para ilustrar un tuit filosófico o para crear todo tipo de memes. Además, fotografiar algo de lo que no emite ni una partícula de luz tiene su mérito. Pero, sobre todo, la fotografía del agujero negro nos sirve para poder medirlo de una forma diferente. Si podemos medirlo, podemos conocer un poco mejor su naturaleza.

Hasta ahora, el tamaño de un agujero negro podía medirse por el movimiento de las estrellas circundantes y por el comportamiento de los gases que lo rodeaban. Todo eso sin llegar a verlos. Ahora, también, puede hacerse a través del diámetro de la sombra del agujero negro medido en una imagen real. Es decir, el diámetro de todo aquello que queda en el lado oscuro del horizonte de sucesos.

Resulta que los resultados de los tres métodos se aproximan bastante. El agujero negro de Messier 87 tiene la masa de 6.500 millones de soles. La pregunta quizá no debería ser por qué queríamos esa imagen. Sino por qué no.

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Imágenes | IAA/CSIC