Más allá de
lo puntero de la técnica empleada para la observación de este objeto
(combinando varios radiotelescopios alrededor del globo terrestre), hay que
decir que los agujeros negros – esos
colosos del cosmos – son increíblemente difíciles de rastrear y aún más de
observar. Entonces, ¿cómo podemos tener certeza de su existencia?
Conceptualmente
un agujero negro es una región del espacio que contiene una singularidad, un
ente extraño del espacio tiempo, una región finita del espacio donde la
acumulación de gravedad es tal, que ninguna partícula puede escapar de ella. Además
de su masa, que es lo que genera el enorme campo gravitatorio de estos objetos,
un agujero negro tendrá otras dos propiedades fundamentales: carga eléctrica y
momento angular, en caso de que el agujero negro gire.
Como nada
puede escapar de la fuerza de su campo gravitatorio (ni siquiera la luz) los
agujeros negros son cuasi-imposibles de observar de manera directa y para su
observación hemos de hacer uso de métodos indirectos. Por ejemplo, supongamos
que un agujero negro, se encuentra a medio camino y en la línea de visión de un
objeto brillante y muy distante que nos proponemos observar. La luz de ese
objeto será curvada por la acción gravitatoria del agujero negro y nos llegará
desde lo que aparentemente serán dos puntos distintos del espacio. Si este
efecto de lente gravitatoria es producido por un objeto no luminoso, con total
seguridad nos encontraremos ante un agujero negro.
Ilustración 1 - Lente
gravitacional. Vía Wikipedia.
Otra manera quizá
más sofisticada de trazar su existencia, podría ser por su interacción con otro
objeto, en este caso, con una estrella compañera. El sistema Cygnus X-1 puede
ser el mejor ejemplo. En concreto, en este sistema, un agujero negro se
encuentra arrebatando materia a su compañera, una estrella masiva. Esta materia
se acumula girando a velocidades próximas a la luz alrededor del agujero negro,
lo que comúnmente se denomina disco de acreción. Este evento es enormemente
luminoso y podría pasar por un sistema doble, pero ocurre que, aparte de las
observaciones de la propia luz visible, también se ha descubierto que este
sistema es también una potente fuente de rayos X. ¿Cómo es esto posible? La
explicación es que la carga eléctrica del agujero origina un enorme campo
magnético que se “dobla” por la rotación del propio agujero arrancando
partículas del disco de materia y enviándolas a años luz de distancia por sus
polos, como enormes chorros de radiación.
Ilustración 2 - En el
centro, Imagen del sistema Cygnus X-1 en visible. Vía http://www.worldwidetelescope.org/
Así, la
observación simultanea de este sistema en luz visible y en radio nos ha
permitido obtener la evidencia de un agujero negro ya que ¿de qué otra manera
podría darse este fenómeno?
Métodos más
actuales permiten obtener evidencias de agujeros negros incluso por su
interacción o colisión con otros objetos compactos, por ejemplo estrellas de
neutrones u otros agujeros. Estos fenómenos son capaces de liberar tal cantidad
de energía, que producen ondas que deforman el propio espacio tiempo.
Pero
intentemos responder la pregunta que nos formulábamos al comienzo de este texto:
la observación del agujero negro supermasivo del centro de la galaxia M87 por
parte del proyecto Event Horizon Telescope supone un antes y un después en la
historia de la astronomía, porque es la observación más directa de este tipo de
objetos celestes.
Ilustración 3 - Agujero
negro en M87, Vía EHT.
En la conocida
imagen, mostrada a los medios en un multitudinario evento el 10 de Abril del
2019 se puede observar la sombra de un agujero negro supermasivo – unos 6.500 millones
la masa de nuestro Sol – producida por su disco de acreción.
La
explicación es algo más compleja: los fotones que detectamos y que conforman la
imagen llegan, en efecto, del disco de acreción, pero eso no implica que
estemos viendo directamente el propio disco de acreción. Es decir, como
vemos un anillo, es muy intuitivo pensar que se trata, efectivamente, del disco
de acreción visto "de cara", con el agujero negro supermasivo en el
centro. Pero en realidad, lo que estamos captando es la radiación emitida por
el disco de acreción después de ser “deflectada” gravitacionalmente por el agujero
negro supermasivo. En otras palabras, fotones curvados por la gravedad del
agujero, si tenemos en cuenta que esos fotones son emitidos, por el propio
disco.
Y aquí la
tenemos, la primera imagen directa de un agujero negro, cuya obtención
representa un hito sin precedentes en la propia historia de la ciencia.
Referencias:
- ESA – Black Hole Shadows: https://www.esa.int/gsp/ACT/projects/blackhole_shadows.html
- Antxon Alberdi, 2015, Los Agujeros Negros. Colección “Un paseo por el Cosmos” (RBA).
- Event Horizon Telescope: https://eventhorizontelescope.org/
- Wikipedia, Lente gravitacional: https://es.wikipedia.org/wiki/Lente_gravitacional
- Worldwide Telescope: http://www.worldwidetelescope.org/
- European Southern Observatory: https://www.eso.org/public/
