Monstruo gravitacional:esta impresión artística muestra el horizonte de eventos alrededor del agujero negro en el centro de nuestra galaxia. Crédito:M. Moscibrodzka, T. Bronzwaar y H. Falcke, Universidad Radboud
Los astrónomos quieren grabar una imagen del corazón de nuestra galaxia por primera vez:una colaboración global de antenas de radio consiste en observar detalladamente el agujero negro que se supone que se encuentra allí. Este Event Horizon Telescope conecta observatorios de todo el mundo para formar un enorme telescopio, desde Europa a través de Chile y Hawai hasta el Polo Sur. Telescopio de 30 metros de IRAM, una instalación cofinanciada por la Sociedad Max Planck, es la única estación de Europa que participa en la campaña de observación. El Instituto Max Planck de Radioastronomía también está involucrado en las mediciones, que se ejecutarán inicialmente del 4 al 14 de abril.
A finales del siglo XVIII, los naturalistas John Mitchell y Pierre Simon de Laplace ya estaban especulando sobre las "estrellas oscuras" cuya gravedad es tan fuerte que la luz no puede escapar de ellas. Las ideas de los dos investigadores todavía se encuentran dentro de los límites de la teoría gravitacional newtoniana y la teoría corpuscular de la luz. A principios del siglo XX, Albert Einstein revolucionó nuestra comprensión de la gravitación y, por lo tanto, de la materia, espacio y tiempo - con su Teoría General de la Relatividad. Y Einstein también describió el concepto de agujeros negros.
Estos objetos tienen un tamaño tan grande, masa extremadamente compacta de la que ni siquiera la luz puede escapar. Por lo tanto, permanecen negros y es imposible observarlos directamente. Sin embargo, los investigadores han demostrado indirectamente la existencia de estas trampas gravitacionales:midiendo las ondas gravitacionales de los agujeros negros en colisión o detectando la fuerte fuerza gravitacional que ejercen en su vecindario cósmico, por ejemplo. Esta fuerza es la razón por la que las estrellas que se mueven a gran velocidad orbitan un centro gravitacional invisible, como sucede en el corazón de nuestra galaxia, por ejemplo.
También es posible observar un agujero negro directamente, sin embargo. Los científicos llaman al límite alrededor de este objeto exótico, más allá del cual la luz y la materia son absorbidas ineludiblemente, el horizonte de sucesos. En el mismo momento en que la materia traspasa este límite, la teoría establece que emite radiación intensa, una especie de "grito de muerte" y, por tanto, un último registro de su existencia. Esta radiación se puede registrar como ondas de radio en el rango milimétrico, entre otros. Como consecuencia, Debería ser posible obtener imágenes del horizonte de sucesos de un agujero negro.
El Event Horizon Telescope (EHT) tiene como objetivo hacer precisamente esto. Uno de los objetivos principales del proyecto es el agujero negro en el centro de nuestra Vía Láctea, que es alrededor de 26, 000 años luz de distancia de la Tierra y tiene una masa aproximadamente equivalente a 4,5 millones de masas solares. Ya que está tan lejos el objeto aparece en un ángulo extremadamente pequeño.
Puesto de escucha en el espacio:la antena parabólica de 30 metros de IRAM es uno de los radiotelescopios más sensibles de la colaboración mundial conocida como Event Horizon Telescope. Crédito:IRAM / Nicolas Billot
La interferometría ofrece una solución a este problema. El principio detrás de esta técnica es el siguiente:en lugar de usar un enorme telescopio, varios observatorios se combinan como si fueran pequeños componentes de una única antena gigantesca. De esta manera, los científicos pueden simular un telescopio que corresponde a la circunferencia de nuestra Tierra. Quieren hacer esto porque cuanto más grande es el telescopio, cuanto más finos sean los detalles que se puedan observar; aumenta la denominada resolución angular.
El proyecto EHT explota esta técnica de observación y en abril realizará observaciones a una frecuencia de 230 gigahercios, correspondiente a una longitud de onda de 1,3 milímetros, en modo de interferometría. La resolución angular máxima de este radiotelescopio global es de alrededor de 26 microsegundos de arco. ¡Esto corresponde al tamaño de una pelota de golf en la Luna o al ancho de un cabello humano visto desde una distancia de 500 kilómetros!
Estas mediciones en el límite de lo observable solo son posibles en condiciones óptimas, es decir, en seco, altitudes altas. Estos son ofrecidos por el observatorio IRAM, parcialmente financiado por la Sociedad Max Planck, con su antena de 30 metros en Pico Veleta, un pico de 2800 metros de altura en la Sierra Nevada de España. Su sensibilidad solo es superada por el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), que consta de 64 telescopios individuales y mira al espacio desde la meseta de Chajnantor a una altitud de 5000 metros en los Andes chilenos. La meseta también alberga la antena conocida como APEX, que también forma parte del proyecto EHT y está gestionado por el Instituto Max Planck de Radioastronomía.
El Instituto Max Planck en Bonn también está involucrado en el procesamiento de datos para el Event Horizon Telescope. Los investigadores utilizan dos supercomputadoras (correlacionadores) para esto; uno se encuentra en Bonn, el otro en el Observatorio Haystack en Massachusetts, Estados Unidos. La intención es que las computadoras no solo evalúen los datos del agujero negro galáctico. Durante la campaña de observación del 4 al 14 de abril, los astrónomos quieren observar de cerca al menos cinco objetos más:el M 87, Las galaxias Centaurus A y NGC 1052, así como los cuásares conocidos como OJ 287 y 3C279.
A partir de 2018, otro observatorio se unirá al proyecto EHT:NOEMA, el segundo observatorio IRAM en el Plateau de Bure en los Alpes franceses. Con sus diez antenas de alta sensibilidad, NOEMA será el telescopio más poderoso de la colaboración en el hemisferio norte.