El premio Nobel de física 2020 se concedió por un lado a Roger Penrose por su trabajo teórico sobre agujeros negros y por otro lado a Reinhard Genzel y Andrea Ghez por descubrir que en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay un agujero negro, llamado Sgr A* (que se lee ‘Sagitario A estrella’), cuya masa es cuatro millones de veces la masa del Sol.
Tal conclusión se basa en la observación detallada de las órbitas de estrellas muy cercanas a Sgr A*, realizada durante décadas. Para ello se han utilizado, entre otros, telescopios de la ESO como el Very Large Telescope (VLT) y el interferómetro VLTI, suplementados con instrumentación específicamente diseñada para alcanzar la precisión necesaria en la posición y velocidad de estas estrellas vecinas al agujero negro. Armados con estas herramientas, los equipos de investigación han utilizado el agujero negro Sgr A* como laboratorio para verificar distintas predicciones de la teoría de la relatividad general, que ha superado todas las pruebas con éxito.
Establecida sólidamente la existencia de este agujero negro, nos quedaba “verlo”. El consorcio EHT (Event Horizon Telescope) ya publicó en abril de 2019 la primera imagen de un agujero negro, este verdaderamente gigantesco (6,5 miles de millones de masas solares), en el centro de una galaxia también gigantesca llamada M87. Para ello este consorcio internacional se apoyó en ocho radiotelescopios alrededor del mundo. Entre ellos se encuentran el mayor observatorio en ondas milimétricas y submilimétricas ALMA, el telescopio APEX (ambos en el desierto de Atacama y de los que la ESO es socio y realiza sus operaciones, junto a otros socios), la antena de 30 metros de IRAM en Pico Veleta y el interferómetro NOEMA en los Alpes franceses.
Un telescopio grande como la Tierra
El consorcio EHT equipó estos y el resto de radiotelescopios alrededor del mundo con los dispositivos apropiados para que se pudieran combinar sus observaciones simultáneas realizando interferometría de larga base. Con ello se consigue la resolución equivalente a la que tendría un telescopio tamaño de toda la tierra.
¿Qué vemos en la imagen del agujero negro en el centro de M87? Vemos la luz emitida por el material que orbita alrededor del agujero negro como resultado de su gigantesca atracción gravitatoria. En el agujero negro del centro de M87, la materia tarda semanas en completar una órbita, por lo que la imagen obtenida durante unas horas o unos días es una “foto fija”.
Obtener la imagen de SgrA* que el consorcio EHT ha presentado hoy en la sede central de la ESO en Garching (Alemania) tiene retos adicionales. Es un agujero negro mucho menos activo ya que no tiene apenas material a su alrededor que puede atraer gravitatoriamente y por tanto menos energético. Lo vemos brillante porque está “cerca”, en el centro de nuestra propia galaxia.
Menos activo que el que conocimos en 2019
Pero lo que ha hecho que las observaciones de Sgr A* sean de particular dificultad en su interpretación es que el material que orbita a su alrededor tarda tan solo unos minutos en completar una vuelta. Así que no hay foto fija, ya que para obtener la imagen de Sgr A* hay que estar horas e incluso días recogiendo datos y durante ese tiempo todo cambia. Después de largos años de trabajo, el consorcio EHT ha podido finalmente mostrarnos hoy esa imagen promedio del agujero negro en el centro de nuestra galaxia, con la gran dificultad que entraña fotografiar algo que se mueve a velocidad de vértigo.
¿Y qué hemos aprendido con esta imagen de Sgr A*? Muchas cosas. Primero que el tamaño del agujero negro es el que corresponde a su masa de 4 millones de soles, según la teoría de la relatividad general. Esta masa, meticulosamente medida por el equipo de Reinhard Genzel, es exactamente la que se infiere a través del tamaño que el agujero negro de Sgr A* ocupa en la imagen.
Por otro lado, el equipo del EHT concluye que este agujero negro está girando y que el eje de giro está apuntando aproximadamente hacia nosotros (solo 30 grados lejos). Este resultado, bastante remarcable, va a dar que hablar sin duda.
Datos difíciles de interpretar
Hay mucho más en la recámara. Los datos, nada fáciles de interpretar, contienen una gran cantidad de información que hay que “decodificar”. El consorcio EHT está en ello, mientras prepara ampliar el número de radiotelescopios que utiliza así como estudiar otros agujeros negros.
Quiero recordar aquí que la ESO, Organización Europea para la investigación astronómica en el hemisferio austral, decidió hace 60 años instalar sus telescopios en el hemisferio sur y una de las razones era precisamente poder estudiar en detalle el centro de la nuestra galaxia, la Vía Láctea. Es reconfortante comprobar que los dos grandes resultados obtenidos en relación con el agujero negro Sgr A* en el centro de nuestra galaxia (las órbitas de las estrellas cercanas al agujero negro y la imagen desvelada hoy) han sacado buen provecho de aquella decisión.
Xavier Barcons, Director General del ESO – Observatorio Europeo Austral
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