Así se ‘fotografía’ un agujero negro

Sacarle una foto a un agujero negro no es nada sencillo: los agujeros negros tienen tal gravedad que nada puede escapar de su atracción, ni siquiera la luz, y si un rayo de luz (o cualquier otra cosa) cae dentro, no puede volver a salir. ¿Cómo fotografiar algo que no emite, ni puede reflejar luz? Para ser justos, no fotografiamos el agujero, sino la luz que está a su alrededor interaccionando con él, justo antes de pasar el borde de no retorno. Esta luz nos ofrece el fondo para conseguir ver el agujero por contraste: una esfera negra envuelta por luz que cae atraída por su brutal campo gravitatorio.

Es tan difícil como intentar fotografiar una naranja en la superficie de la Luna

Por si fuera poco, aunque es un objeto supermasivo, es muy compacto y está muy lejos; visto desde la Tierra se ve pequeño. Es tan difícil como intentar fotografiar una naranja en la superficie de la Luna: hace falta un telescopio tan grande como la Tierra misma para conseguir los aumentos necesarios para la foto.

Esto es lo que ha conseguido el proyecto Event Horizon Telescope. Uniendo telescopios situados por todo el mundo, técnica que se conoce como interferometría, es posible sumar los datos de ocho radiotelescopios para simular un supertelescopio tan grande como la separación entre las antenas, esto es, el tamaño de nuestro propio planeta.

Aún así, de la foto del agujero negro solo tenemos unos pocos datos, como si tuviéramos solo información de unas docenas de píxeles o puntos de una foto de miles. El resto de la fotografía debe construirse entre la combinación de los datos conocidos y lo que esperamos ver. 

Para realizar las simulaciones de cómo se debería ver el agujero jugaron un papel fundamental los nuevos chips de las tarjetas gráficas que usan los gamers, ideales para este fin. Los mismos investigadores han asegurado que sin esta tecnología proveniente del ocio no hubieran sido posible estas simulaciones: de los juegos de ordenador hemos llegado a la última línea de investigación de astrofísica.

De izquierda a derecha, simulación de cómo se debería ver, áreas que barren los telescopios del proyecto EHT durante la rotación de la Tierra y la imagen final. / EHT

Con un software especial, a partir de los datos recibidos y lo que se espera ver en las simulaciones, se compone la imagen. Por supuesto para evitar que la referencia de “lo que esperamos ver” contamine mucho el algoritmo, se incluyen partes de control, algunas tan curiosas como las imágenes del Facebook de Katie Bouman, del proyecto EHT. El programa es tan bueno que introduciendo en las pruebas un elefante en el centro de la galaxia, con sólo unas docenas de píxeles el programa reconstruye algo muy parecido. La fiabilidad de la técnica es sorprendente.

En la foto podemos ver una especie de media luna luminosa, pero la parte más interesante está en lo que no se ve, el agujero negro es el círculo oscuro al que envuelve el arco de luz. Este círculo es el horizonte de sucesos; cualquier cosa que traspase esta línea caerá de forma irremediable en el pozo gravitatorio sin posibilidad alguna de salir, incluida la luz. Es todo lo que es posible acercarse a un agujero negro.

La luz que forma la curiosa media luna tampoco es trivial. Podemos ver más luz en un lado debido a que se trata de un agujero negro en rotación y al girar arrastra los rayos de luz consigo, acumulando más luz en un lado que otro.

Por desgracia no vemos todas las partes, faltan los chorros que salen del agujero negro perpendiculares a su rotación. Estos son debidos a que los materiales que caen en el agujero negro a gran velocidad colisionan entre sí, haciendo que una parte salga despedida a gran velocidad y dirigida por los potentes campos magnéticos del objeto, algo parecido a los chorros que salen de una naranja si la presionamos hasta que rompa la piel. Esta parte tendrá que quedar para una nueva foto.

Borja Tosar es astrofísico