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Destacan a estudiantes en la primera observación del agujero negro

David Salcedo
11/abr/2019

Es una imagen histórica. La primera que el ser humano registra de un hoyo negro. Y en la que participan científicos y estudiantes mexicanos.

"El proyecto no hubiera sido posible sin el apoyo y esfuerzo de los estudiantes”, enfatizó el investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA), Laurent Loinar, en la presentación de la imagen que se llevó a cabo ayer en el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

“Son alrededor de una docena de mexicanos que participaron con la observación de análisis de datos y la medición, y quisiera destacar a los estudiantes, varios de ellos de la UNAM y del INAOE (Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica)”, explicó el también colaborador del Telescopio del Horizonte de Eventos.

Imagen del hoyo negro, tomada por el EHT.

En el Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT, por sus siglas en inglés) participaron los mexicanos: Gisela N. Ortiz León, David Sánchez-Arguelles, Sandra Bustamante, Edgar Castillo Domínguez, Sergio Dzib, Arturo Gómez-Ruiz, Antonio Hernández-Gómez, Alfredo Montaña y Milagros Zeballos.

“Hoy es un gran día para la astronomía, para la ciencia y especialmente a la ciencia desde México en un área colaborativa”, dijo la directora general del Conacyt, María Elena Álvarez-Buylla Roces, quien estuvo acompañada por el director del Gran Telescopio Milimétrico (GTM), David Hughes; el director general del INAOE, Leonardo Altamirano Robles; el coordinador de la investigación científica de la UNAM, William Lee; así como el investigador Laurent Loinar.

“Esperamos que este tipo de descubrimientos sean accesibles para toda la sociedad y que podamos lograr una apropiación de la ciencia y una cohesión ciudadana crítica con la capacidad de cuestionarnos sobre los fenómenos de la naturaleza”, dijo Álvarez-Buylla.

El proyecto fue presentado por David Hughes, quien explicó que la imagen y la observación fueron posibles gracias a ocho observatorios de diferentes partes del mundo:, como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en Chile; IRAM 30-meter telescope, en España; el James Clerk Maxwell Telescope, Hawaii; el Submillimeter Telescope, Estados Unidos; el South Pole Telescope, en el Polo Sur; y el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM), en México.

El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, ubicado en Puebla, muy cerca de la Sierra que comparte Puebla y Veracruz.

Para realizar las observaciones del EHT, se emplea una técnica denominada interferometría de base muy larga (VLBI, pos sus siglas en inglés), la cual sincroniza esos telescopios "y aprovecha la rotación de nuestro planeta para formar una gigantesco telescopio del tamaño de la Tierra, que puede observar a una longitud de onda de 1.3 milímetros", anunció en un comunicado el Conacyt el pasado 10 de abril, tras mostrar la imagen.

Además, de acuerdo con Hughes, “tiene una resolución y precisión tan grande que se podría ver una naranja en la luna”.

Desde 2017, los ocho observatorios ya se habían unido para observar los agujeros negros de M83 y Sagitario A a partir de lo que se conoce como ‘horizonte de eventos’. Este fenómeno es el límite físico de un agujero en donde la fuerza de gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.

“Pudimos publicar hasta ahora nuestros resultados porque es muy tardado analizar, transportar e interpretar datos de manera tan precisa”, dijo Laurent Loinard.

La foto del primer agujero negro, ¿por qué se ve ‘borrosa’?

Los agujeros negros son regiones en el espacio con grandes cantidades de masa que están densamente empaquetados en un área pequeña, por lo cual tienen una fuerte fuerza gravitatoria. Alrededor de ellos se encuentran los horizontes de eventos, los límites en donde la materia comienza a deformarse.

De acuerdo con Hughes, “los físicos y los astrónomos han aceptado la existencia de los agujeros negros, sin embargo nunca habían visto uno directamente”. Una de las principales razones que dificulta su observación es el pequeño tamaño de su horizonte de eventos. “Por ejemplo, si pudiéramos colapsar un objeto con el tamaño de la Tierra y formar un hoyo negro, entonces su horizonte de eventos tendría un tamaño únicamente de 2 centímetros”.

“Si colapsamos el Sol, el tamaño del horizonte de eventos tendría solo 6 kilómetros de diámetros. Si pudiéramos colapsar 4 millones de estrellas, cada una con la masa del Sol, y formar un agujero negro, su horizonte de eventos sería aún más pequeño que la órbita de Mercurio, el planeta más cercano al sol”, explicó el director del GTM.

De manera que capturar la imagen de un agujero negro requiere de una precisión exagerada, no solamente por el tamaño y la distancia a la que se encuentra, sino porque no emiten luz y una fotografía requiere luz para ser captada.

Localización global de los 8 observatorios que conforman el EHT.

Entonces la forma de captarlo es a partir de los gases de energía que rodean a los hoyos negros, que emiten rayos X y gamma. La interferometría, combinada con la información de los satélites, permite registrar la radiación térmica de la nube de gases calientes y obtener una imagen de alta resolución (4000x2330 píxeles).

La imagen presentada ayer en las oficias del Conacyt corresponde al agujero negro de la galaxia Messier 87 en la constelación de Virgo; su masa es equivalente a 6 mil 500 millones de soles, se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra y tiene un anillo brillante asimétrico.

“La zona de abajo se ve más intensa debido al ‘efecto de amplificación Doppler’, e indica que la luz proveniente se esa zona del agujero se está acercando a nosotros, por eso se ve deforme, mientras que la parte de arriba se ve más oscura porque se está alejando”, explicó Loinar.

México participa en el EHT a través del GTM, un telescopio construido en el Volcán Sierra Negra, Puebla, a 4,581 metros sobre el nivel del mar. De acuerdo con Leonardo Altamirano Robles, “su ubicación geográfica en la región central de la red de telescopios y el tamaño de su antena le permitieron contribuir de manera importante en la calidad de la imagen del agujero negro de M87, así como a lograr los primeros resultados”.

“En el futuro esperamos conocer más del Universo, este no es el fin de la aventura ni de las participaciones internacionales”, finalizó el director del INAOE.

Conferencia de prensa. 10 de abril de 2019. De izquierda a derecha: Leonardo Altamirano Robles, Laurent Loinar ,Elena Álvarez-Buylla, David Hughes y William Lee. Foto: David Salcedo/UCIF.