Astrónomos han revelado la primera imagen del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, utilizando observaciones de una red mundial de radiotelescopios. Este resultado proporciona una evidencia abrumadora de que el objeto es de hecho un agujero negro y arroja pistas valiosas sobre el funcionamiento de tales gigantes, que se cree que residen en el centro de la mayoría de las galaxias, según los descubridores, un equipo de investigación global llamado Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration. La imagen es una mirada esperada desde hace mucho tiempo al objeto masivo que se encuentra en el centro de nuestra galaxia. Los científicos habían visto previamente estrellas orbitando alrededor de algo invisible, compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea. Esto sugiere fuertemente que este objeto, conocido como Sagiario A (Sgr A), es un agujero negro, y la imagen de hoy proporciona la primera evidencia visual directa de ello. Aunque no podemos ver el agujero negro en sí, porque está completamente oscuro, el gas brillante que lo rodea revela una firma reveladora: una región central oscura (llamada «sombra») rodeada por una estructura similar a un anillo brillante. La nueva vista captura la luz desviada por la poderosa gravedad del agujero negro, que es cuatro millones de veces más masivo que nuestro Sol.
«Nos sorprendió lo bien que el tamaño del anillo coincidía con las predicciones de la Teoría de la Relatividad General de Einstein», dijo en un comunicado Geoffrey Bower, científico del proyecto EHT, del Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sínica, Taiwan. «Estas observaciones sin precedentes han mejorado enormemente nuestra comprensión de lo que sucede en el centro de nuestra galaxia y ofrecer nuevos conocimientos sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno». Los resultados del equipo EHT se publican en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters. Debido a que el agujero negro está a unos 27.000 años luz de la Tierra, nos parece que tiene aproximadamente el mismo tamaño en el cielo que una rosquilla en la Luna. Para obtener una imagen, el equipo creó el poderoso EHT, que unió ocho observatorios de radio existentes en todo el planeta para formar un solo telescopio virtual «del tamaño de la Tierra».
El EHT observó a Sgr A en varias noches, recopilando datos durante muchas horas seguidas, de forma similar al uso de un tiempo de exposición prolongado en una cámara. El avance sigue al lanzamiento de la colaboración EHT en 2019 de la primera imagen de un agujero negro, llamado M87, en el centro de la galaxia Messier 87 más distante. Los dos agujeros negros se ven notablemente similares, a pesar de que el agujero negro de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño y menos masivo que M87. «Tenemos dos tipos completamente diferentes de galaxias y dos masas de agujeros negros muy diferentes, pero cerca del borde de estos agujeros negros se ven increíblemente similares», dice Sera Markoff, copresidente del Consejo de Ciencias de EHT y profesor de astrofísica teórica. en la Universidad de Ámsterdam, Países Bajos. «Esto nos dice que la Relatividad General gobierna estos objetos de cerca, y cualquier diferencia que veamos más lejos debe deberse a diferencias en el material que rodea los agujeros negros».
Este logro fue considerablemente más difícil que para M87, aunque Sgr A está mucho más cerca de nosotros. El científico de EHT Chi-kwan ('CK') Chan, del Observatorio Steward y del Departamento de Astronomía y del Instituto de Ciencia de Datos de la Universidad de Arizona, explica: «El gas en las cercanías de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad: casi tan rápido como la luz, alrededor de Sgr A y M87. Pero donde el gas tarda de días a semanas en orbitar el M87 más grande, en el Sgr A, mucho más pequeño, completa una órbita en meros minutos. Esto significa que el brillo y el patrón del gas alrededor de Sgr A estaba cambiando rápidamente mientras la Colaboración EHT lo observaba, un poco como tratar de tomar una imagen clara de un cachorro persiguiéndose rápidamente la cola». Los investigadores tuvieron que desarrollar nuevas herramientas sofisticadas que explicaran el movimiento de gas alrededor de Sgr A. Si bien M87 era un objetivo más fácil y estable, con casi todas las imágenes con el mismo aspecto, ese no fue el caso de Sgr A. La imagen del agujero negro Sgr A es un promedio de las diferentes imágenes que extrajo el equipo, revelando finalmente al gigante que acecha en el centro de nuestra galaxia por primera vez.
El esfuerzo fue posible gracias al ingenio de más de 300 investigadores de 80 institutos de todo el mundo que juntos conforman la Colaboración EHT. Además de desarrollar herramientas complejas para superar los desafíos de obtener imágenes de Sgr A, el equipo trabajó rigurosamente durante cinco años, usando supercomputadoras para combinar y analizar sus datos, mientras compilaba una biblioteca sin precedentes de agujeros negros simulados para compararlos con las observaciones. Los científicos están particularmente emocionados de tener finalmente imágenes de dos agujeros negros de tamaños muy diferentes, lo que ofrece la oportunidad de comprender cómo se comparan y contrastan. También han comenzado a utilizar los nuevos datos para probar teorías y modelos sobre cómo se comporta el gas alrededor de los agujeros negros supermasivos. Este proceso aún no se comprende por completo, pero se cree que juega un papel clave en la formación y evolución de las galaxias. «Ahora podemos estudiar las diferencias entre estos dos agujeros negros supermasivos para obtener nuevas pistas valiosas sobre cómo funciona este importante proceso», dijo el científico del EHT Keiichi Asada del Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica, Taiwan. «Tenemos imágenes de dos agujeros negros, uno en el extremo grande y otro en el extremo pequeño de los agujeros negros supermasivos en el Universo, por lo que podemos ir mucho más lejos que nunca para probar cómo se comporta la gravedad en estos entornos extremos». El progreso en el EHT continúa: una importante campaña de observación en marzo de 2022 incluyó más telescopios que nunca. La expansión en curso de la red EHT y las importantes actualizaciones tecnológicas permitirán a los científicos compartir imágenes y películas de agujeros negros aún más impresionantes en un futuro próximo, según concluye el comunicado realtivo al hallazgo.
España ha tenido una contribución esencial en los resultados que presenta hoy el EHT. El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha coliderado a nivel internacional los trabajos necesarios para la obtención de la primera imagen del agujero negro, mientras que la Universidad de Valencia (UV) ha llevado a cabo una parte muy importante del análisis de los datos del EHT. El equipo español que ha participado en este hallazgo está compuesto por los investigadores José Luis Gómez, Antonio Fuentes, Rocco Lico, Guang-Yao Zhao, Ilje Cho, Thalia Traianou, y Antxon Alberdi en el IAA-CSIC; Iván Martí Vidal, Alejandro Mus, y Rebecca Azulay, de la UV; y Miguel Sánchez Portal, Salvador Sánchez, Pablo Torné, Ignacio Ruiz, Santiago Navarro Fuentes, e Ioannis Myserlis, de IRAM.