El papel clave de España en la primera imagen de un agujero negro

Las siglas EHT correspondemn a Event Horizon Telescope (Telescopio del Horizonte de Sucesos), el efectivo a nivel global que ha mostrado, por primera vez, cómo es un agujero negro super masivo a 55 millones de años luz de distancia. Localizado en el centro de una galaxia conocida como M87, la imagen obtenida el pasado 10 de abril es un hito histórico. “EHT ha captado exactamente lo que la teoría general de la relatividad y las simulaciones predecían: una sombra rodeada de un brillante anillo luminoso”, cuenta Miguel Sánchez Portal, director de la instalación del Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) en Granada.

La antena del radiotelescopio IRAM 30-m, una de las más sensibles que conforman el Telescopio Horizonte de Sucesos es la única situada en Europa. Ha sido clave a la hora de obtener la resolución necesaria para captar la imagen. Tal y como se indica en el artículo IV de la serie de artículos que se publicaron con el hallazgo (documento que recoge y analiza las imágenes de M87), sin la antena situada en Granada, la imagen de M87 estaría muy distorsionada, lo que hubiera impedido distinguir la sombra. Por lo tanto, ha sido fundamental al proporcionar nitidez y sensibilidad al EHT.

“En particular destacaría el trabajo de los ingenieros y científicos de IRAM directamente implicados en el soporte de las observaciones, en particular de las de EHT: Ignacio Ruiz, Salvador Sánchez y Pablo Torné”, elogia el director del observatorio de IRAM, responsable de que las observaciones se realizaran con la mayor calidad posible, asegurando la disponibilidad de las instalaciones, el personal, garantizando de igual forma el correcto mantenimiento de los equipos, coordinando el trabajo de los distintos grupos (operación, telescopio, instrumentos, computación), promoviendo las mejoras necesarias para que el observatorio fuera lo más competitivo posible etc.

“Los agujeros negros son los objetos más extravagantes predichos por la teoría de la relatividad de Einstein”, explica Dr. José Luis Gómez Fernández, investigador científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC. Su enorme curvatura del espacio-tiempo en la región más próxima produce un efecto de lente, que atrapa los fotones y hace que giren alrededor de él dando lugar a lo que se conoce como el anillo de luz aumentado.

Fue necesario constituir la red interferométrica, con telescopios muy sensibles a longitudes de onda milimétricas y los científicos españoles que participaron en el descubrimiento coinciden en hacer una mención especial a los telescopios ALMA, situados en el desierto de Atacama (Chile) y Pico Veleta, perteneciente al Instituto de Radio Astronomía Milimétrica (IRAM) que a su vez forma parte de Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en la Sierra Nevada granadina.

• El equipo técnico y de apoyo jugó un papel protagonista

“Desde España hemos participado también muy activamente en el desarrollo de un software específico, liderado por Iván Martí-Vidal (físico del Instituto Geográfico Nacional, actualmente en la Universidad de Valencia) que nos ha permitido combinar los datos de ALMA con el resto de las antenas que conforman el Telescopio Horizonte de Sucesos”. Son palabras de Gómez Fernández, el principal desarrollador de uno de los tres scripts (Difmap/CLEAN) usados en la reconstrucción de la imagen del agujero negro y uno de los 5 coordinadores del artículo IV.

Antxon Alberdi, director del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) ha contribuido como IP de uno de los proyectos observados (4C 71.07), fuente que actúa como calibrador del M87, así como de las observaciones en polarización. Desde el IAA, se investiga en las principales áreas de la astrofísica moderna, desde la gravedad cuántica al sistema solar, pasando por la cosmología, la estructura de nuestra galaxia y los planetas extrasolares.

Pero también ha habido una contribución fundamental de astrónomos españoles en la obtención de los resultados, como investigadores principales de varios de los proyectos observados con el EHT y profesionales muy activos en varios de los grupos de trabajo del proyecto. Junto a Alberdi, Sánchez Portal y Gómez, los entrevistados coinciden en destacar el trabajo de Juan Carlos Algaba, Rebecca Azulay, Raquel Fraga-Encinas, Roberto García, Rubén Herrero-Illana, Iván Martí-Vidal, Santiago Navarro, Juan Peñalver, Eduardo Ros. Todos ellos científicos españoles (adscritos o no a instituciones de ámbito nacional) y activos miembros de la colaboración EHT han realizado importantes contribuciones en el desarrollo de los algoritmos necesarios para las observaciones y la síntesis de las imágenes. 

• No hay manera de adentrarse en un agujero negro y salir para contarlo

Nada impide cruzar el horizonte de sucesos, pero nunca sería posible volver para contar lo que se ha visto, al tratarse de una puerta de salida sin retorno de nuestro universo. Gómez Fernández cuenta que “la teoría de la relatividad de Einstein nos permite entender qué hay al otro lado, pero falla a la hora de describir la singularidad que esconde, donde las leyes de la naturaleza, tal y como las conocemos, dejan de ser válidas, porque no es más que una manifestación de nuestro actual desconocimiento de cómo funciona el universo en un agujero negro”, analiza el investigador científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC.

• Y ahora, ¿qué?.

Poner a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein como nunca hasta ahora había sido posible, en las cercanías del horizonte de sucesos de un agujero negro, donde la gravedad es máxima. “Entender cómo funciona la gravedad en situaciones en la que el campo gravitatorio es máximo, como ocurre en el horizonte de sucesos de un agujero negro”, aventura Gómez Fernández.

Otro paso es intentar obtener una imagen del agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia, conocido como SgrA*. “En las próximas décadas iremos refinando las imágenes, haciéndolas cada vez más nítidas. Hay varias galaxias relativamente próximas (en términos cosmológicos) que son susceptibles de ser observadas, si bien hay muchas dificultades técnicas, porque el incremento de las distancias entre antenas está limitado por el diámetro de la Tierra, así que ir más allá supondrá poner telescopios en el espacio”, que conllevará un enorme esfuerzo económico y de desarrollo, en palabras del director de la instalación del Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM).

También intentarán obtener imágenes de otros agujeros negros en otras galaxias, cada vez más lejanas, que permita comprender su papel en la evolución de las propias galaxias, así como por qué algunos de estos agujeros hacen que el núcleo de la galaxia que lo alberga brille cientos o miles de veces más que otras galaxias.

Un horizonte lejano en el que la relatividad general de Einstein de lugar a una nueva teoría que englobe la gravedad y la mecánica cuántica. Pero los expertos aseguran seguir trabajando “sin prisas”. Los agujeros negros en M87 y el centro de nuestra galaxia estarán allí esperando a ser observados durante los próximos cientos de millones de años. Al fin y al cabo, según la ley del ingeniero aeroespacial Edward Aloysius Murphy, “si algo puede pasar, pasará”.