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La primera imagen de una agujero negro

Fue ‘reconstruida’ a partir de las señales capturadas por el Event Horizon Telescope, una red de ocho radiotelescopios ubicados en distintos puntos del planeta que trabajaron de manera sincronizada. Los datos fueron recabados en abril de 2017 y su procesamiento demandó dos años, pero llevó prácticamente dos décadas poner a punto la tecnología para este trabajo. Como ocurrió tiempo atrás con las ondas gravitacionales, este nuevo avance confirma las predicciones de la Teoría de la Relatividad de Einstein. [11.04.2019]

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La primera imagen de una agujero negro

Imagen: Event Horizon Telescope

Finalmente ayer se conoció la primera imagen de un agujero negro, ubicado a unos 55 millones de años luz de distancia. Las mediciones de los científicos que participaron en el proyecto revelan que posee 6.500 millones de veces la masa del Sol, está rotando y tiene un disco de materia alrededor a temperaturas extremadamente elevadas, que es lo que finalmente emite fotones y se visualiza en la imagen como el anillo anaranjado.  

A contramano de lo que algunos especialistas especulaban, se trata del agujero negro que se encuentra en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), y no de Sagitario A*, el que existe en el centro de la Vía Láctea.  Ambos estaban en la mira del equipo internacional.

Aunque más cercano, las observaciones sobre Sagitario A no eran lo suficientemente “limpias” por la cantidad de materia que se interponía entre él y el Event Horizon Telescope, el conglomerado de ocho radiotelescopios que capturó los datos. Eso, sumado a la necesidad de escalas de tiempo mucho mayores para lograr un análisis más nítido.

La clave del nuevo hito científico que se dio a conocer ayer radica en que –tal como había ocurrido hace tres años con las ondas gravitacionales– confirma las predicciones de la Teoría de la Relatividad propuesta por Albert Einstein.

“Einstein dice que un agujero negro puede curvar el espacio-tiempo, curva la trayectoria de las luces. Lo que se observa en esa imagen es que el agujero negro tiene un disco de materia alrededor. Esa materia gira a una velocidad muy alta, se calienta y emite los fotones en distintas frecuencias, que luego podemos verlos en la frecuencia de radio”, explicó Luis Lehner, egresado de la UNC que actualmente se desempeña en el Instituto Perimeter de Física Teórica (Canadá).

Respecto a la imagen, apuntó que la zona más luminosa que se observa en la parte inferior es, en realidad, la parte de atrás que está emitiendo luz. Esta se curva por el propio agujero negro y vuelve a aparecer por el otro lado. De ahí la mayor intensidad en esa área.

De izquierda a derecha: Oscar Reula (FaMAF), Daniel Barraco (Plaza Cielo y Tierra), Luis Lehner (Instituto Perimeter de Física Teórica) y Osvaldo Moreschi (FaMAF).


“La conclusión del trabajo es que este agujero negro es consistente con la teoría de Einstein con una alta precisión: el margen de error es del uno por ciento”, precisó Lehner.

Lehner participó en el panel de especialistas que en Córdoba –específicamente desde el centro de interpretación científica “Plaza Cielo Tierra”–  siguió el minuto a minuto de la presentación mundial. Junto a investigadores de todo el mundo, por estos días participa en la GRAV19, la octava conferencia internacional que cada dos años organiza el Grupo de Relatividad y Gravitación de la Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación (FaMAF).

Una ‘solución’ distinta

Los avances presentados ayer también ayudan a descartar distintas ideas alternativas. Por ejemplo,  la propuesta de que estos objetos compactos no serían agujeros negros, sino otro tipo de estrellas. O las teorías que predecían que la luz se propaga a una velocidad diferente de la gravedad. 

Más aún, permitió poner a prueba una ‘solución’ (modelo de espacio-tiempo) de la teoría de Einstein que difiere de la más tradicional. Osvaldo Moreschi, de FaMAF lo explicó con claridad.

“Una solución que venimos usando tiene geometría esférica. Es la que aplicamos al Sol y nos permite describir perfectamente el movimiento del planeta Mercurio, por ejemplo. También la aplicamos a la Tierra y es la base del cálculo que se realiza para que funcione el GPS”, afirmó.

Y al referirse a la imagen del agujero negro, profundizó: “En la observación presentada hoy, se corrobora que hay otra ‘solución’, que contempla el momento angular. Es decir, el agujero negro no tiene geometría esférica, sino que está deformado por el momento angular (rotación) y esa información está codificada en el espacio-tiempo alrededor del agujero negro”.

“Es la primera vez que se ve una ‘solución’ de Relatividad con momento angular. Eso quiere decir que está rotando. El disco de materia alrededor del agujero negro está rotando a muy alta velocidad y a una temperatura que puede llegar a los 12 mil millones de grados. Que esté rotando hace también que no sea un agujero negro esférico, sino con una forma oblonga”, sintetizó Daniel Barraco, director científico de Plaza Cielo Tierra.

Una foto del pasado

La imagen que ayer recorrió el mundo es, en rigor, una reconstrucción de cómo se encontraba el agujero negro de la galaxia M87 hace 50 millones de años, aunque los especialistas señalan que es factible inferir que no haya cambiado mucho al día de hoy.

La recolección de los datos fue posible en virtud de un trabajo colaborativo internacional en el que participaron ocho radiotelescopios ubicados en distintos puntos del planeta (Estados Unidos, México, España, Chile y Antártida), una treintena de instituciones y dos centenares de investigadores.

Sincronizados a través de un reloj atómico, todos realizaron registros de manera simultánea durante cuatro días en abril de 2017. Es lo que se conoce como interferometría de larga distancia.

La precisión de esta configuración es tal que equivale –tal como lo graficó Lehner– a sostener una hoja de afeitar, estirar el brazo, mirarla y dividirla por diez, cien, mil hasta llegar a un millón. La sensibilidad de la detección es equivalente a la millonésima parte del grosor de esa hoja de afeitar.  También equivale a poder contar, desde Córdoba,  los puntitos que posee una pelota de golf ubicada en Usuhaia.

La puesta a punto de toda la tecnología, para lograr la medición de hace dos años, demandó dos décadas de trabajo.

Qué es el ‘horizonte de evento’
Es la superficie que rodea a un agujero negro y se considera el punto de no retorno. Todo lo que traspasa ese límite – la materia, la luz– es deglutido por el agujero negro y ya nada puede salir de él, ni siquiera una señal.
Por esta razón, solo es posible obtener información de lo que ocurre alrededor del horizonte de evento. Lo que permitió el estudio fue saber que la materia que se encuentra en ese entorno está en un estado de extrema velocidad, a muy alta temperatura y emite radiación, la que fue captada por el conjunto de radiotelescopios.
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