Un telescopio «tan grande como la Tierra» podría conseguir la primera imagen de un agujero negro

ut_interstellaropener_f-kmhe-620x349abc

Simulación de un agujero negro aparecida en la película «Interestellar» – Warner Bros. / Syncopy / Paramount Pictures

Un equipo internacional de astrónomos se está preparando para conseguir la primera imagen de la historia de un agujero negro. El proyecto, que aspira a obtener la fotografía partir de 2018, será fruto de la colaboración entre 12 radiotelescopios de todo el mundo, universidades, agencias, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, en inglés) y 100 investigadores de todo el mundo, entre otros. En teoría, el trabajo coordinado de varias antenas receptoras permitirá conseguir el rendimiento de un radiotelescopio tan grande como el planeta Tierra.

Sería una forma de poner a prueba las predicciones de la Relatividad General

Este gigantesco y virtual instrumento recibe el nombre de Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT, en inglés). Está previsto que se ponga en marcha del 5 al 14 de abril, fecha en la que tratará de obtener una imagen de Sagitario A, el agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea.

Pasados unos meses, los datos serán cruzados en un superordenador. Entonces se podría obtener la primera reconstrucción del horizonte de sucesos de un agujero negro, esa región que marca el punto de no retorno de estos objetos: por debajo de él, la gravedad del agujero es tan intensa que la luz no puede escapar, pero por encima de esta barrera virtual, sí.

Esto podría tener consecuencias muy importantes. En teoría, poder ver por primera vez el horizonte de sucesos sería una forma de poner a prueba las predicciones de la Relatividad General.

¿Los agujeros negros son invisibles?

Hay que tener en cuenta que los agujeros negros son invisibles, puesto que son tan masivos que son capaces de atrapar la luz. Solo se detecta su presencia cuando algo cae en su interior y emiten potentes oleadas de radiación, o bien cuando deforman el espacio-tiempo y generan un efecto de lente gravitacional. Por eso hasta ahora solo se han podido ver de forma indirecta, y nunca se ha alcanzado su superficie, el horizonte de sucesos

Los investigadores esperan que la imagen que crearán será similar a un anillo rodeando una gran gota negra. Es posible que ese anillo tenga forma de luna, a causa del efecto Doppler. Este se produce porque la materia que forma el disco tiene distintas velocidades en relación con la Tierra y esto distorsiona la forma como se observa. El efecto es parecido (aunque con muchas diferencias) al que pasa con el sonido de la sirena de una ambulancia: este suena distinto en función de la velocidad que lleve el coche, sobre todo dependiendo de si se acerca o se aleja de nosotros.

event-horizon-sim-kmhe-510x286abc

Simulaciones hechas por el equipo del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT- NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI / Feryel Ozel

Aunque los datos se recogerán en abril de este año, los científicos no esperan obtener el resultado hasta 2018, a causa de la dificultad de procesar toda la información. Entre otras cosas, habrá que poner en común los datos recogidos por muchos telescopios. Se hará a través de una sofisticada técnica (conocida «Very long baseline array interferometry»), gracias a la cual instrumentos separados por continentes enteros se sincronizarán y funcionarán como si fueran una antena gigantesca.

Para que todo salga bien, será necesario que la meteorología acompañe y que toda la tecnología implicada funcione. Entre otras cosas, los científicos tendrán que usar relojes atómicos de precisión extrema y un superordenador para procesar los datos. La complejidad que supone esto explica que el proyecto lleve ya 20 años en marcha.

Foto al agujero negro supermasivo

La recompensa será analizar con detalle el agujero negro supermasivo Sagitario A. Es un cuerpo enorme, que tiene unos 20 millones de kilómetros de ancho (unas 30 veces más que el Sol), pero están tan lejos de la Tierra, a 26.000 años luz de distancia, que en el cielo ocupa una fracción mínima. Además de ser grande, se cree que es muy masivo: él solo acumula 4 millones de masas solares.

58aaf8048a255-kmhe-510x286abc

Imagen en rayos X de Sagitario A- Observatorio Chandra de Rayos X/NASA

Según los cálculos de los astrónomos, Sagitario A ocupa un espacio tan pequeño como la punta de un alfiler en el cielo estrellado. Se cree que a su alrededor el espacio-tiempo está deformado y que por eso su imagen podría estar amplificada y distorsionada hasta formar una «sombra» de 50 millones de kilómetros. Desde la Tierra, ver esto sería como ver una naranja en la superficie de la Luna, según cálculos de Heino Falke y Fulvio Melia, del Instituto Max Planck de Radio Astronomía y de la Universidad de Arizona, respectivamente.

De hecho, este pequeño tamaño es la principal (pero no única) causa de que hasta ahora no se haya podido obtener una imagen del horizonte de sucesos. En radioastronomía se cumple la regla de que cuanto mayor sea la antena, mayor resolución o magnificación se alcanza. Por eso, la solución pasa este asunto pasar por construir un radiotelescopio virtualmente tan grande como la Tierra, por una parte, y por otra, por buscar el mayor agujero negro posible.

Estos son Sagitario A y el agujero negro supermasivo del centro de la galaxia elíptica M87, que es, de hecho, el segundo objetivo de este proyecto.

Actualmente, se cree que los agujeros negros residen en el corazón de la mayoría de las galaxias y en sistemas binarios (de dos estrellas) que emiten rayos X. Otras veces parecen ser los causantes de los famosos estallidos de rayos gamma.

Sea como sea, estudiarlos es clave para la física y la astronomía: son fundamentales para comprender la evolución de las estrellas, la formación de las galaxias y la naturaleza del espacio-tiempo.

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
Esta entrada fue publicada en Otras Ciencias y etiquetada , , . Guarda el enlace permanente.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s