Así capturaron la primera imagen del objeto más misterioso del universo

Juan Diego Soler, astrofísico colombiano del Instituto Max Planck en Heidelberg, Alemania, narra la fascinante historia de cómo se logró la icónica imagen que tiene deslumbrado al mundo hoy: la primera foto de un agujero negro.

El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, ubicado en el volcán Sierra Negra (México), fue uno de los ocho telescopios que hizo parte del “Event Horizone Telescope”. Tomada de la página del Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano

Imagínese un lugar en el universo en donde se concentra tanta materia que ni siquiera la luz puede escapar a la atracción gravitacional. Un lugar tan denso que dobla el espacio-tiempo y en su centro se rompen las leyes de la física como las conocemos. Un lugar que durante la mayor parte del siglo XX existió solamente en las ecuaciones y en la imaginación de los matemáticos y los físicos teóricos. Un lugar que apenas parecía posible en la realidad cuando vimos los chorros de materia despedidos por los centros de las galaxias y los movimientos de las estrellas cercanas al centro de nuestra galaxia. Un lugar que desafía a los computadores más poderosos del mundo con las ecuaciones necesarias para describirlo. Un lugar tan extremo que alimenta las fantasías más aventuradas de la ciencia ficción. Un agujero negro. Ahora deje de imaginar.

En seis ruedas de prensa simultáneas conducidas en Europa, Asia, Norte y Suramérica se reveló por primera vez una imagen de la materia alrededor de un agujero negro, un objeto con miles de millones de veces la masa de nuestro Sol concentradas en un volumen poco menor al de nuestro sistema solar en la galaxia M87, a cincuenta millones de años luz de su casa. Su observación es un logro único en la historia de la humanidad por partida doble. Por un lado es la confirmación de las predicciones de la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la comprobación de una idea que describe el universo y usa las matemáticas como una herramienta para extender la realidad más allá de la percepción de los sentidos. Por otro lado es la materialización de un esfuerzo de colaboración científica y tecnológica entre instituciones en todos los continentes y personas de más de veinte nacionalidades. Un hito de la observación astronómica que sería inconcebible hace apenas unas décadas y hoy desafía los límites de nuestro desarrollo tecnológico.

 
La primera imagen conocida de un agujero negro marca un nuevo momento para la astrofísica.
EHT

Como la luz visible no se transmite a través de la materia alrededor del agujero negro, estas observaciones tuvieron que hacerse en frecuencias de radio (230 Gigahertz exactamente). Así como si usted quisiera ver el mundo en esa frecuencia con la misma nitidez con la que lo ve en luz visible necesitaría ojos de cinco metros de diámetro, las observaciones nítidas de un objeto tan lejano en esas frecuencias necesitan un telescopio del tamaño de la Tierra. Como no podemos construirlo, los astrónomos combinan telescopios más pequeños distribuidos por todo el mundo usando una técnica conocida como interferometría. Fue así como bajo la bandera de la colaboración Event Horizon Telescope, en abril de 2017 ocho radiotelescopios en el desierto de Atacama (Chile), la Sierra Nevada de Granada (España), el volcán Sierra Negra (México), el Monte Graham (Arizona), el volcán Mauna Kea (Hawái) y en el mismísimo Polo Sur se enfocaron durante una semana en el centro de la galaxia M87 para lograr la imagen que hoy le da la vuelta al mundo.

Aunque la región de donde proviene la imagen es un disco de gas y polvo que gira alrededor del agujero negro, como el agua que se mueve alrededor del sifón de una tina al desocuparse, la imagen revela un anillo de luz. En medio está el agujero negro, cuyo tamaño está definido por el horizonte de eventos, la región de la que la luz no puede escapar. La luz a su alrededor proviene del disco de materia, pero no solamente la porción entre nosotros y el agujero negro. Como un inmenso lente, el agujero negro dobla la luz, o el espacio-tiempo que esta recorre, y nos deja ver la materia justo detrás de él. Aunque parezca apenas una imagen, la masa y la distribución de la luz cumple la predicciones teóricas de Roy Kerr, el matemático neozelandés que formuló la solución a las ecuaciones de la relatividad que describen un agujero negro como el de M87, las mismas que indirectamente quedaron impresas en la cultura popular gracias a la película “Interestelar”, de Christopher Nolan.

Pero esta vez Kerr no está viendo el objeto que describen sus expresiones matemáticas en la pantalla de un cine. El esfuerzo, la curiosidad y la cooperación de científicos de todo el mundo nos muestran lo que hasta ayer era apenas una fantasía.

*Astrofísico colombiano del Instituto Max Planck en Heidelberg, Alemania