La primera imagen de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia muestra cómo tenemos, en un sentido, Observó lo invisible.

La imagen fantasmal es un mapa de intensidad de radio del plasma brillante detrás, y por lo tanto recortando, el "horizonte de sucesos" del agujero negro:el manto esférico de invisibilidad alrededor de un agujero negro del que ni siquiera la luz puede escapar.

La "fotografía" de radio se obtuvo mediante una colaboración internacional en la que participaron más de 200 científicos e ingenieros que vincularon algunos de los radiotelescopios más capaces del mundo para ver con eficacia el agujero negro supermasivo de la galaxia conocido como M87.

Entonces, ¿cómo diablos llegamos a este punto?

De 'estrellas oscuras'

Fue el astrónomo inglés John Michell quien en 1783 formuló por primera vez la idea de "estrellas oscuras" tan increíblemente densas que sería imposible huir de su gravedad, incluso si uno fuera un fotón capaz de moverse a la velocidad de la luz.

Las cosas han avanzado mucho desde esa idea pionera.

En enero de este año, Los astrónomos publicaron una imagen de la emisión procedente de la fuente de radio conocida como Sagitario A *, la región que rodea inmediatamente al agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia.

Impresionantemente esa imagen tenía detalles en escalas hasta nueve veces el tamaño del horizonte de eventos del agujero negro.

Ahora, el Event Horizon Telescope (EHT) ha logrado resolver el horizonte de eventos alrededor del agujero negro supermasivo en M87, una galaxia relativamente cercana desde la cual la luz tarda 55 millones de años luz en llegar hasta nosotros, debido a su distancia.

Figuras astronómicas

Los objetos astronómicos vienen con figuras astronómicas, y este objetivo no es una excepción.

El agujero negro de M87 tiene una masa que es 6.5 mil millones de veces la de nuestro Sol, que a su vez es un tercio de un millón de veces la masa de la Tierra. Su horizonte de eventos tiene un radio de aproximadamente 20 mil millones de kilómetros, más de tres veces la distancia entre Plutón y nuestro Sol.

Está, sin embargo, lejos, y la increíble hazaña de ingeniería requerida para ver un objetivo de este tipo es similar a tratar de observar un objeto de 1 mm de tamaño desde una distancia de 13, 000 km.

Este resultado digno del Premio Nobel es, por supuesto, ningún descubrimiento accidental, sino una medida basada en generaciones de conocimientos y avances.

Predicciones sin observación

A principios de 1900, Se produjo un progreso considerable después de que Albert Einstein desarrolló sus teorías de la relatividad. Estas ecuaciones perdurables vinculan el espacio y el tiempo, y dictan el movimiento de la materia que a su vez dicta los campos gravitacionales y las ondas dentro del espacio-tiempo.

Poco después en 1916, Los astrónomos Karl Schwarzschild y Johannes Droste se dieron cuenta de forma independiente de que las ecuaciones de Einstein dieron lugar a soluciones que contienen una "singularidad matemática", un punto indivisible de volumen cero y masa infinita.

Estudiando la evolución de las estrellas en las décadas de 1920 y 1930, Los físicos nucleares llegaron a la aparentemente inevitable conclusión de que si eran lo suficientemente masivos, ciertas estrellas terminarían sus vidas en un colapso gravitacional catastrófico que resultaría en una singularidad y la creación de una "estrella congelada".

Este término refleja la extraña naturaleza relativa del tiempo en la teoría de Einstein. En el horizonte de eventos, el infame límite de no retorno que rodea a una estrella tan colapsada, el tiempo parecerá congelarse para un observador externo.

Si bien los avances en el campo de la mecánica cuántica reemplazaron la noción de una singularidad con un punto cuántico igualmente desconcertante pero finito, la superficie real, e interior, de los agujeros negros sigue siendo un área activa de investigación en la actualidad.

Si bien nuestra galaxia puede contener millones de agujeros negros de masa estelar de John Michell, de los cuales conocemos el paradero de una docena más o menos, sus horizontes de eventos son demasiado pequeños para observarlos.

Por ejemplo, si nuestro Sol se colapsara en un agujero negro, el radio de su horizonte de eventos sería de solo 3 km. Pero la colisión de agujeros negros de masa estelar en otras galaxias se detectó de manera famosa mediante ondas gravitacionales.

Buscando algo supermasivo

Por lo tanto, los objetivos del EHT están relacionados con los agujeros negros supermasivos ubicados en los centros de las galaxias. En realidad, el término agujero negro sólo se empezó a utilizar a mediados o finales de la década de 1960, cuando los astrónomos empezaron a sospechar que "estrellas oscuras" verdaderamente masivas alimentaban los núcleos altamente activos de ciertas galaxias.

Abundan las teorías sobre la formación de estos agujeros negros particularmente masivos. A pesar del nombre los agujeros negros son objetos, en lugar de agujeros en la estructura del espacio-tiempo.

En 1972, Robert Sanders y Thomas Lowinger calcularon que una masa densa equivalente a aproximadamente un millón de masas solares reside en el centro de nuestra galaxia.

Para 1978, Wallace Sargent y sus colegas habían determinado que una densa masa cinco mil millones de veces la masa de nuestro Sol se encuentra en el centro de la cercana galaxia M87.

Pero estas masas ligeramente revisado desde entonces, podría haber sido simplemente un denso enjambre de planetas y estrellas muertas.

En 1995, La existencia de agujeros negros fue confirmada por observación por Makoto Miyoshi y sus colegas. Usando interferometría de radio, detectaron una masa en el centro de la galaxia M106, dentro de un volumen tan pequeño que solo podría ser, o pronto se convertiría, un agujero negro.

Hoy dia, Alrededor de 130 de estos agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias cercanas han tenido sus masas medidas directamente a partir de las velocidades orbitales y las distancias de las estrellas y el gas que circundan los agujeros negros. pero aún no en una espiral mortal hacia el compactador gravitacional central.

A pesar del aumento de la muestra, nuestra Vía Láctea y M87 todavía tienen los horizontes de eventos más grandes vistos desde la Tierra, por eso el equipo internacional persiguió estos dos objetivos.

La silueta en sombras del agujero negro en M87 es de hecho una imagen científica asombrosa. Si bien los agujeros negros aparentemente pueden detener el tiempo, Debe reconocerse que el poder predictivo de la ciencia, cuando se combina con la imaginación humana, ingenio, y determinación, es también una fuerza notable de la naturaleza.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.