Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/076/19
Ciudad de México, 10 de abril de 2019

• Los agujeros negros son objetos tan densos que, en determinado punto – conocido como horizonte de sucesos o eventos – nada, ni siquiera la luz, puede escapar de su fuerza de gravedad.
• El experimento EHT diseñó una red observacional de ocho radiotelescopios distribuidos por todo el mundo que, funcionando al unísono, logran trabajar como un telescopio virtual del tamaño de la Tierra.
• Además de obtener por primera vez en la historia una imagen de un agujero negro, también se pondrá a prueba la relatividad genera.

Primera imagen de un hoyo negro supermasivo de M87, en el centro del cúmulo de Virgo, la cual se pudo obtener gracias al experimento Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT, sus siglas en inglés), que agrupa a un total de ocho telescopios repartidos en el mundo, entre ellos el mexicano Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM).
Imagen: EHT.
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Con ocho telescopios, incluido el mexicano Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM), agrupados en el experimento Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT, por sus siglas en inglés), la red de telescopios milimétricos más importantes del mundo, se logró la primera imagen del agujero supermasivo de M87, una galaxia elíptica en el centro del cúmulo de Virgo a 55 millones de años luz de nuestro planeta.

Gracias a los datos obtenidos durante cuatro días en abril de 2017 por esta red de instrumentos de observación, que en su conjunto forman un telescopio virtual del tamaño de la Tierra y sincronizados con reloj atómico, hoy se dio a conocer de manera conjunta a nivel mundial la imagen de la sombra de un agujero negro supermasivo y su horizonte de eventos, una manifestación física de la precisión matemática de la existencia de una singularidad en el continuo de espacio-tiempo, explicó David Hughes, director del GTM y colaborador del EHT en México.

Luego de meses de análisis y dos años de estudio, finalmente, las imágenes del primer agujero negro se hicieron públicas ante la prensa internacional. El EH, junto a otros 62 organismos que comprenden agencias, universidades, organizaciones e instituciones gubernamentales, convocaron a conferencias de prensa que se celebraron este miércoles de manera simultánea a las 13:00 H (UTC) para dar a conocer “resultados innovadores”.

De acuerdo con Laurent Loinard, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la UNAM, y también colaborador del EHT, estos telescopios fueron seleccionados por su tamaño y ubicación. El GTM es el telescopio de plato único más grande de la red con 50 metros de diámetro, salvo ALMA, que es un interferómetro.

El GTM es uno de los telescopios en la parte central de la red, todos ubicados en lugares fríos y altos, y tuvo la oportunidad de hacer observaciones de las dos fuentes científicas del EHT SagitarioA* y el agujero negro en M87, agregó Hughes, integrante de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

De acuerdo con Loinard, también integrante de la AMC, los radiotelescopios ubicados en México, Chile, Antártida, Estados Unidos, España y Francia estuvieron conectados entre sí a través de la técnica de interferimetría de base muy larga (VLBI, sus siglas en inglés) que consiste en combinar de manera precisa las señales medidas por radiotelescopios separados a cierta distancia, con el fin de obtener una resolución espacial; es decir, aumentar la capacidad de ver a mayor detalle. “La nitidez del EHT permitiría medir el tamaño de un pelo humano a mil kilómetros”, dijo.

Agregó que para lograr conocer la sombra de un agujero negro, que es lo más cercano a una imagen que se pudo obtener del mismo agujero negro, fue necesario el trabajo de alrededor de 200 personas. Los artículos que se generaron gracias al EHT fueron seis (que en conjunto son alrededor de 230 páginas de información) y están publicados en la revista The Astrophysical Journal Letters.

La frontera del agujero negro, lo que es el horizonte de eventos del cual el EHT toma su nombre, es 2.5 veces más pequeña que la sombra que produce y es algo menor a 40 mil millones de kilómetros de ancho.

Además de obtener por primera vez en la historia una imagen de un agujero negro, también se pondrá a prueba la relatividad general, ya que los efectos en el sistema solar son pequeños y la situación podría verse muy diferente en las proximidades de un agujero negro, donde la curvatura del tejido espaciotemporal es extremadamente fuerte. El EHT ayudará a dilucidar esta interrogante y abrirá nuevos marcos de trabajo para la física y la astronomía.

Entre otros avances y técnicas (como el cálculo de masa preciso), se espera que los nuevos resultados también ayuden a comprender mejor los chorros que parecen emerger desde los agujeros negros.

Los hoyos negros y sus características
En el auditorio Eugenio Méndez Docurro del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), los científicos explicaron que los dos hoyos negros que estudia EHT son: SagitarioA*, con una masa de aproximadamente cuatro millones de masas solares, que está en un volumen que en tamaño es menor que la órbita de Mercurio. La imagen de este hoyo negro podría estar lista en uno o dos años.

Y el agujero negro supermasivo de M87. Este objeto es mucho más grande, tiene una masa de seis mil millones de masas solares y también está a una distancia dos mil veces mayor que el agujero en el centro de nuestra galaxia, así que tienen la misma dimensión angular. SagitarioA* es un objeto tranquilo, “durmiendo”; por el contrario, el agujero negro M87 es poderoso, con chorros de energía.

“Con estas observaciones podremos investigar la astrofísica de los agujeros negros supermasivos y la producción de chorros en los objetos luminosos en estos ambientes”, reconoció David Hughes.

Los telescopios que han contribuido a este resultado fueron: ALMA, APEX, IRAM 30-meter telescope, James Clerk Maxwell Telescope, Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM), Submillimeter Array, Submillimeter Telescope y South Pole Telescope. El análisis necesario para transformar los petabytes (unidad de almacenamiento de información que equivale a un 1 seguido de 15 ceros de bytes) de datos obtenidos por dichos observatorios en la imagen final fue realizado por supercomputadoras altamente especializadas hospedadas en el Max-Planck-Institute for Radio Astronomy y en el MIT Haystack Observatory.

La rueda con los medios en México estuvo presidida por María Elena Álvarez-Buylla, directora general del Conacyt, quien reiteró que el organismo que dirige apoyará la ciencia de frontera como la realizada con base en el GTM, que ha implicado una importante inversión pública que coloca al país en la posibilidad de colaborar en proyectos con gran impacto científico internacional, y consideró que será importante usar ésta y otras infraestructuras a su máxima capacidad.

También recordó que el Conacyt seguirá apoyando la formación de jóvenes investigadores especialistas en éstas y otras áreas de frontera y expresó que se seguirán desarrollando proyectos tan fascinantes como éste, en donde la comunicación pública y la apropiación social de la ciencia impacten en la mente de los niños y jóvenes para fomentar en ellos la emoción por indagar acerca del Universo y explorar nuevas fronteras del conocimiento.

La conferencia de prensa contó igualmente con la presencia de Leopoldo Altamirano Robles, director del INAOE, así como de William Lee Alardín, coordinador de la Investigación Científica de la UNAM.

Elizabeth Ruiz Jaimes.