Primera imagen de Sagitario A*, el agujero negro del corazón de la Vía Láctea

Los rumores desde hace días estaban ahí y hoy las expectativas se cumplieron: científicos del Telescopio Horizonte de Sucesos desvelaron la primera imagen de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo del corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, lo que constituye una evidencia "abrumadora" de su existencia.

Emocionante, histórico, extraordinario, revolucionario o novedoso son algunos de los calificativos utilizados por los investigadores responsables de este hallazgo, que se dio a conocer en varias ruedas de prensa simultáneas en distintos países, entre ellos España.

Este resultado proporciona "pruebas abrumadoras" de que el objeto es sin duda un agujero negro, un lugar del espacio de donde nada puede escapar, ni siquiera la luz, y aporta valiosas pistas sobre el funcionamiento de tales gigantes, que supuestamente ocupan el centro de la mayoría de las galaxias.

Anteriormente, la comunidad científica ya había observado estrellas orbitando alrededor de algo invisible, compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea.

Estas órbitas permitían postular que este objeto -conocido como Sagitario A* o SgrA*- era un agujero negro, y la imagen de hoy proporciona la primera evidencia visual directa de ello, según los científicos del EHT (el horizonte de sucesos es el borde del agujero negro, el límite más allá del cual es imposible ver nada, ni escapar).

Aunque no se puede ver el agujero negro en sí, porque está completamente oscuro, el gas brillante que lo rodea tiene una firma reveladora: una región central oscura (llamada "sombra") rodeada por una estructura brillante en forma de anillo.

La nueva imagen, en la que se observa un anillo no perfectamente esférico amarillo y naranja, con tres puntos más brillantes, capta la luz curvada por la fuerza gravitatoria del agujero negro, cuya masa es cuatro millones de veces la del Sol.

"Es un momento importantísimo, es el siguiente nivel. Misión cumplida, sí, pero hay mucho trabajo aún por hacer", señaló J. Anton Zensus en la rueda de prensa organizada por el Observatorio Europeo Austral (ESO) en Garching, cerca de Múnich (Alemania).

Para obtener las imágenes de este agujero a unos 27.000 años luz de la Tierra, se creó una red de ocho observatorios de radio, anteriormente construidos con otros fines, combinados para formar un único telescopio virtual "del tamaño de la Tierra" -uno de ellos está en Sierra Nevada, Granada (sur de España)-.

El EHT lo observó durante varias noches, recopilando datos durante muchas horas seguidas, de forma similar a como una cámara fotográfica tradicional haría una imagen con un tiempo de exposición largo.

Diferencias entre las dos imágenes de agujeros negros

Este descubrimiento llega después de que la colaboración EHT publicara, en 2019, la primera imagen de un agujero negro, conocido como M87* y situado en el centro de la galaxia distante Messier 87.

Los dos tienen un aspecto bastante similar, a pesar de que el del centro de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño y ligero que M87*.

"Tenemos dos tipos de galaxias completamente diferentes y dos masas de agujeros negros muy distintas, pero cerca del borde de estos agujeros negros los dos son asombrosamente similares", apunta Sera Markoff, vicepresidenta del Consejo Científico del EHT.

Esto demostraría que la relatividad general de Albert Einstein es la que gobierna estos objetos a pequeña escala, y cualquier diferencia que veamos a escalas mayores ha de venir por diferencias en el material que rodea a los agujeros negros.

"Lo sorprendente es lo bien que coincide el tamaño del anillo con las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein", coincide Geoffrey Bower, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taipéi.

Sospechas desde los 70

La comunidad astronómica sabe de la existencia de la brillante y densa fuente de radio del centro de la Vía Láctea (en la dirección de la constelación de Sagitario) desde la década de 1970.

Midiendo las órbitas de varias estrellas cercanas a nuestro centro galáctico durante un período de 30 años, los equipos de Reinhard Genzel (director del Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre) y Andrea M. Ghez (de la Universidad de California, Los Ángeles) fueron capaces de concluir que la explicación más probable para un objeto de esta masa y densidad es un agujero negro supermasivo. Sus investigaciones les valieron el Premio Nobel de Física 2020.

Estos estudios previos habían demostrado que en el centro de nuestra galaxia reside un objeto extremadamente compacto con una masa cuatro millones de veces mayor que nuestro Sol, recuerda José Luis Gómez, miembro del Consejo Científico del EHT y líder del grupo del EHT en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, sur de España).

"Ahora, gracias al EHT, hemos podido obtener la primera confirmación visual de que este objeto es, casi con toda seguridad, un agujero negro con propiedades que concuerdan perfectamente con la relatividad general de Einstein".

Este trabajo ha sido bastante más difícil que el de M87*, a pesar de que Sgr A* está mucho más cerca.

El científico del EHT Chi-kwan Chan detalla que el gas que hay en las proximidades de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad -casi tan rápido como la luz- alrededor de Sgr A* y M87*.

Pero mientras que el gas tarda entre días y semanas en orbitar alrededor de M87*, en Sgr A* completa una órbita en cuestión de minutos; el primero es mucho mayor que el segundo.

Esto significa que el brillo y la configuración del gas que había alrededor de Sgr A* estaba cambiando rápidamente mientras la colaboración EHT lo observaba; "Un poco como tratar de obtener una foto nítida de un cachorro que da vueltas persiguiendo su cola".

Los investigadores tuvieron que desarrollar nuevas y sofisticadas herramientas que tuvieran en cuenta el movimiento del gas alrededor de Sgr A*.

Mientras que M87* era un objetivo más fácil y estable, ya que casi todas las imágenes tenían el mismo aspecto, este no fue el caso de Sagitario A*. La imagen hoy conocida es un promedio de las diferentes obtenidas, revelando por fin el gigante que acecha en el centro de nuestra galaxia.

El trabajo fue posible gracias a más de 300 investigadores de más de 80 instituciones que juntos forman la Colaboración EHT y que, además de complejas herramientas, utilizaron superordenadores para combinar y analizar datos. Los resultados se publican hoy en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters.

En Madrid, varios de los científicos involucrados coincidieron al señalar que la histórica imagen del agujero negro va a cambiar la concepción del universo.

Descrito como un "monstruo" gravitacional del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar, los investigadores, en el acto convocado en el CSIC, han lanzado, entre bromas, un mensaje tranquilizador: "El agujero está lo suficientemente lejos como para no suponer ningún peligro para la Tierra".