Gisela Ortiz, una astrónoma mexicana detrás de la primera imagen de un hoyo negro en nuestra galaxia

Hace más de una década, algunos de los mayores expertos del planeta se dieron cuenta de que si querían desentrañar el misterio detrás de los hoyos negros tendrían que trabajar juntos. El Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés) es en realidad una red de telescopios en varias partes del mundo que han unido fuerzas para tomar por primera vez una fotografía de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que está en el centro de la Vía Láctea, nuestra galaxia. Participaron más de 300 científicos, 80 instituciones y ocho observatorios en Estados Unidos, España, Chile, la Antártida y México. “Era una oportunidad que no podía desaprovechar”, cuenta Gisela Ortiz (Oaxaca, 34 años), astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), que se unió al proyecto hace cinco años. “Desde ese momento sabía el impacto que podía tener si lo lográbamos y teníamos mucha confianza de que podíamos conseguirlo”, agrega.

Sagitario A*, se lee Sagitario A estrella, es un monstruo que concentra cuatro millones de veces la masa del sol y está a 26.000 años luz de la Tierra. Ortiz admite que es difícil dimensionar su tamaño con los objetos que se conocen en el planeta. “No tengo una buena analogía”, se sincera. ¿Cómo fue posible captar un hoyo negro, que no emite luz y se traga todo lo que está suficientemente cerca de él? “Cuando vemos la fotografía, estamos observando la luz que emite el gas alrededor del hoyo negro”, explica Ortiz. Las ondas electromagnéticas de esa luz son captadas por los telescopios en nuestro planeta. Esas señales llegan como números o coordenadas del cuerpo celeste y gracias a algoritmos computacionales se pueden traducir en imágenes. El EHT explica que esos datos se obtuvieron tras varias noches de observación, en un proceso que es comparable a tomar una fotografía de larga exposición.

La interferometría es una técnica que se usa en astronomía para juntar varias señales recibidas por cada uno de estos observatorios repartidos por el mundo y obtener una sola imagen de mayor resolución. “Son instrumentos operados en diferentes países y por eso, solamente gracias a una colaboración internacional pudimos llegar a este resultado”, señala la especialista. México fue invitado a participar porque cuenta con el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, el telescopio de plato único y movible más grande del mundo. El instrumento está ubicado en la cima del volcán Sierra Negra, en Puebla, a más de 4.600 metros de altura. Ortiz comenta que en el país existe un grupo muy reducido de especialistas que hacen ciencia con esta tecnología. “Hablando de la técnica de interferometría de línea de base muy larga, actualmente seremos unas cinco personas”, afirma.

Una de las partes más complicadas para los colaboradores del proyecto fue cerciorarse de que la señal que se recibía en un telescopio de la Antártida y en otro, a miles de kilómetros, en Puebla fuera exactamente la misma para poderlas sumar. “Como están tan separados, hay una especie de retraso en el tiempo en que llega esa señal”, comenta Ortiz. “Es un proceso lento, combinar las señales es solo el primer paso”, agrega. Los datos fueron recibidos por cada observatorio y después fueron enviados a Massachusetts (EE UU) y a Bonn (Alemania) para ser procesados. En palabras de la científica, “se limpian” para poder formar poco a poco esta imagen.

Hasta hace tres años, prácticamente todo lo que se conocía sobre agujeros negros estaba representado en términos teóricos y en ecuaciones muy complejas. En 2019, el EHT logró captar la primera imagen de M87, un hoyo negro que es aún más grande y está aún más lejos: con una masa de 6.000 millones de soles y a más de 50.000 años luz. “Estos objetos se predecían teóricamente y también había estudios que apuntaban a que en todos los centros de las galaxias había uno hoyo negro, pero se había quedado en eso”, comenta la científica. Hasta hace muy poco, por fin han podido ser observados. “Estos hallazgos verifican que esta teoría es correcta y que los hoyos negros no son solo un objeto matemático, sino un objeto que está en el centro de cada galaxia”, agrega Ortiz.

Paradójicamente, tomar la fotografía de Sagitario A* ha sido más complicado. Al ser más pequeño que M87*, el gas incandescente que gira en torno al llamado horizonte de sucesos, la puerta de entrada del agujero negro, se mueve más rápido. Lo que tarda semanas en dar una vuelta en M87*, en Sagitario A* dura solo minutos. El astrónomo español José Luis Gómez lo comparaba con un chiquillo que no se queda quieto para salir en la foto. Otro factor fue su ubicación. “Estamos viendo hacia una parte del cielo donde nos afecta el material que está en nuestra línea de visión, gas y partículas muy pequeñas de polvo que interfieren con las señales que recibimos en nuestros telescopios”, complementa Ortiz. “Eso hace que la imagen presentada del agujero negro se vea borrosa”, añade.

En la fotografía se ven estos anillos de luz porque el hoyo negro tiene una masa enorme y ejerce una fuerza de gravedad tan grande que es capaz de “doblar la luz”, explica la especialista. “No es algo que nosotros estamos acostumbrados a ver aquí en la Tierra”, señala, “el hoyo negro distorsiona el espacio tiempo, la luz del gas alrededor se curva y forma trayectorias circulares alrededor del agujero”.

Después de que los objetos atraviesan el llamado horizonte de sucesos, esa frontera entre el universo y el interior del hoyo negro, no se sabe qué pasa con ellos. “Por eso son tan enigmáticos, son objetos misteriosos porque no entendemos totalmente que pasa dentro de ellos”, asegura Ortiz. Este monstruo enorme para las proporciones de la Tierra es, en cambio, muy pequeño en comparación con el tamaño de la galaxia. Y eso abre otra incógnita: por qué toda una galaxia gira alrededor de un hoyo negro. “Es increíble pensar en estos objetos que, son a final de cuentas los que gobiernan el universo”, comenta.

Ortiz, que es física y obtuvo su maestría y doctorado en Ciencias por la UNAM, formó parte de otro equipo internacional que en 2020 publicó el descubrimiento de un planeta similar a Saturno, a 35.000 años luz de la Tierra. “La radioastronomía de México es reconocida a nivel internacional”, afirma. La investigadora, que hace su posdoctorado en Alemania, espera que el nuevo hallazgo del EHT puede dar un impulso a la comunidad científica que se dedica a estudiar el universo y para que los científicos en el extranjero puedan regresar al país para compartir el conocimiento con los que van empezando. “Esto puede comenzar una nueva era, sobre todo para las nuevas generaciones de astrónomos mexicanos”, concluye.

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