¿Cómo ver un agujero negro?

Los agujeros negros son como los aterradores monstruos de los cuentos para niños, fácilmente podemos imaginarlos pero jamás verlos en la vida real. Los mayores agujeros negros que conocemos están en el centro de las galaxias. En nuestra propia galaxia hay un agujero negro supermasivo a 30.000 años-luz de distancia. Si los colocáramos en nuestro sistema solar probablemente abarcaría tan sólo hasta órbita de Mercurio. Por lo tanto debido a su gran distancia, resulta ser un objeto diminuto en el cielo, de un tamaño 36 millones de veces menor que la luna llena. Entonces, ¿cómo podríamos ver algún detalle observando algo con un tamaño aparente tan pequeño?

Sorprendentemente existe una forma. Y es tan prometedora que nos revelará no sólo el agujero negro gigante de nuestra propia galaxia, sino también uno mayor y más activo situado en una galaxia gigante en la constelación de virgo llamada M87.

El truco que hace posible este ambicioso objetivo es la Interferometría de Larga Base (VLBI). Éste concepto implica dos antenas de radio situadas tan lejos como sea posible (por ejemplo, en Arizona y el Hawai). Estas parábolas para observar las mismas fuentes de radio del cielo, y cuando sus señales se combinen formarán una imagen que hiciera tan nítida como la que conseguiríamos con solo receptor tan grande como la distancia que separa ambas antenas. La idea es mostrar la forma en que la emisión de radio está espacialmente distribuida en una pequeña región del cielo. Eso es precisamente lo que necesitamos para "ver" un agujero negro.

Pero, ¿que quiere decir todo esto? Los agujeros negros se supone que son... ¿negros?

Sí y no. Si estuvieran aislados completamente en el espacio, los agujeros negros estarían hecho muy bien camuflados. Pero en el centro densamente poblado de nuestra Galaxia, existe mucho gas que gira alrededor del agujero negro gigante.

Los iones energizados en el gas emiten ondas de radio. Visto desde cerca habría también una esfera oscura en el centro del gas girando, donde la materia se hunde y jamás regresa. La esfera oscura es el famoso horizonte de sucesos. Se trata del punto de no retorno, desde el cual nada ni siquiera la luz puede escapar. En este caso, "ver" el agujero negro significa de el horizonte de sucesos recortado contra el gas brillante.

Shep Doeleman del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha estado dirigiendo la caza del agujero negro del centro de la Vía Láctea y su equipo ha hecho grandes progresos. Han penetrado profundamente en el corazón de la fuente de radio conocida como Sagittarius A, donde se cree que está el agujero negro. Los datos que han obtenido no son exactamente una imagen, pero son indicativos de que existe una estructura de la escala de un agujero negro supermasivo incrustado en el corazón de la fuente de radio.

La complicación de obtener una imagen de este objeto es que Sgr A está cambiando continuamente, presumiblemente porque están girando acumulaciones de materia gaseosa en torno del agujero negro.

Esto no va a resultar un problema cuando se trate de observar agujeros negros todavía mayores, como el enorme monstruo del centro de la galaxia M87 en Virgo. Este agujero negro devora inmensas cantidades de gas y arroja espectaculares chorros que se extienden muy lejos hacia el espacio intergaláctico.

Imagen simulada del disco de gas que rodea al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea como podría parecer según los nuevos métodos diseñados para revelar el borde oscuro del agujero.

Los efectos de curvatura de luz del potente campo gravitatorio del agujero negro y la rápida rotación del disco produciría la forma de un creciente de Luna cubriendo el horizonte de sucesos.

Recientemente, Karl Gebhardt en la Universidad de Texas en Austin y Jens Thomas del Instituto the Max Planck de Garching, Alemania, comenzaron a medir el tamaño del agujero de M87 procesando los datos existentes mediante un nuevo modelo que imita la galaxia estrella por estrella. A diferencia de los esfuerzos anteriores, su modelo tiene también en cuenta el halo invisible de materia oscura la que rodea la parte visible de la galaxia. Esto resulta tener un efecto inesperado en la forma en que el modelo calcula la masa de las estrellas que iluminan el núcleo de la galaxia. En el análisis final, se asigna más masa para el agujero: nada más y nada menos 6400 millones de soles.

La sorprendente conclusión de todo esto es que el agujero negro de M87, si se observa desde la Tierra, debería tener el mismo tamaño aparente que el agujero negro de Sgr A (de la misma manera que el Sol y la Luna tienen aproximadamente el mismo diámetro aparente, aunque el Sol está mucho más lejos y es mucho más grande que la Luna). Esto sitúa al agujero negro de M87 al alcance de los radiotelescopios de Doeleman. Tal vez fuera incluso más fácil obtener una imagen del agujero de M87 que el de de Sgr A puesto que su mayor tamaño implica que no cambia con tanta rapidez.

Lo que es especialmente interesante para los teóricos como Avery Broderick del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica de Toronto, es que el agujero negro de M87 tiene también una actividad muy violenta, con un gran disco de gas a su alrededor y expulsa un gran chorro. Una imagen de radio de este agujero negro tal vez no pudiese revelar el horizonte de sucesos pero nos mostraría la región desde donde se lanza en chorro.

"Es un objeto sustituto muy emocionante puesto que es bastante diferente del agujero negro supermasivo de nuestra Galaxia", explica Avery. "Entre los dos, abarcan la variedad de lo que esperamos de estos objetos."

Mantengan sus antenas en posición. La astronomía moderna se está convirtiendo cada vez más en la ciencia en la que lo invisible se vuelve visible. Después de mucho tiempo añadimos los agujeros negros a la lista.

Fuente original Sky & Telescope

Publicado en Odisea cósmica