Comparación de tamaño entre los dos agujeros negros: M87 y SgrA*. Crédito: EHT collaboration
Hace unas semanas se dio a conocer la primera imagen de la sombra del agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Sin duda, es uno de los descubrimientos científicos recientes de mayor importancia. Los agujeros negros son objetos extremadamente compactos que contienen grandes cantidades de masa en una región relativamente pequeña y por ello había sido imposible observarlos directamente, hasta ahora. Debido a sus propiedades extremas, estos objetos afectan también de manera extrema su entorno, deforman el espacio-tiempo y calientan a muy altas temperaturas el material a su alrededor. De estos objetos, completamente oscuros, no puede escapar ni la luz, por lo que su sombra es lo más cercano a una imagen que podemos obtener del mismo. Además, el tamaño de un agujero negro es proporcional a su masa, entre más masivo sea, más grande es su sombra.
Actualmente sabemos, gracias a observaciones en múltiples frecuencias y con diferentes técnicas, que vivimos en una galaxia espiral. Además de los brazos espirales, donde se concentra la formación de estrellas, localizados en el disco, la galaxia cuenta con un bulbo y un halo. La Vía Láctea contiene unos 100 mil millones de estrellas y mide unos 100 mil años luz de diámetro. Desde hace varios años se sabe que alberga un objeto supermasivo en el centro, que se encuentra a aproximadamente 27 mil años luz de nosotros, en dirección de la constelación de Sagitario, en las coordenadas α=17h 42.4m y δ= -28g 55m.
El Sol está en el plano de la Galaxia, por lo que en dirección al centro, hay una gran cantidad de polvo que dificulta su estudio, por lo que se utilizan telescopios que detectan ondas de radio y luz infrarroja para obtener imágenes. A los objetos detectados en imágenes de baja resolución se les asignó una notación sencilla: Sagitario (o Sgr) A , B, C, etcétera. Sin embargo, la zona es muy compleja y contiene estructuras superpuestas, por lo que se han llevado a cabo muchas observaciones posteriores con otros telescopios, en otras bandas y con mayor resolución, para estudiar el centro galáctico. Por ejemplo, al estudiar en rayos X la fuente SgrA, las imágenes revelaron que consiste de unas pocas fuentes, incluida una fuente pequeña y brillante llamada Sgr A* (Sagitario A estrella o asterisco), a la cual se le considera como el centro mismo de la Galaxia. Posteriormente, imágenes en radio revelaron una estructura en espiral formada por gas que parece estar girando alrededor de Sgr A*.
En 2020, dos grupos de investigadores, uno en EEUU y otro en Alemania, recibieron el premio Nobel ya que desde principios de la década de 1990, se dedicaron a estudiar la región de Sgr A*. Encontraron que las órbitas de las estrellas más brillantes y más cercanas al centro de la Vía Láctea son jaladas, haciendo que se muevan a velocidades vertiginosas, por un objeto invisible extremadamente pesado, de alrededor de cuatro millones de veces la masa del Sol, que está confinado en una región no más grande que el tamaño de nuestro sistema solar. A 27 mil años luz de nosotros, este objeto es angularmente muy pequeño y para poder observarlo, se requiere de un telescopio del tamaño de la Tierra.
La única manera de generar un telescopio de estas dimensiones es coordinando varios telescopios alrededor del mundo, de tal manera que se forme uno virtual, del tamaño de nuestro planeta, cuya sensibilidad y resolución permitan resolver agujeros negros en el centro de algunas galaxias. Y eso es el Event Horizon Telescope, una colaboración internacional que inició hace varios años y en la cual participa el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM).
El GTM se ubica en la cima del Volcán Sierra Negra, Puebla, a 4 mil 581 msnm. Su antena parabólica de 50 metros de diámetro colecta radiación en longitudes de onda de entre 0.85 y 4 mm. Es el radiotelescopio más grande, en su tipo, en el mundo.
A la fecha se ha obtenido las imágenes de la sombra de dos agujeros negros: M87 y la Vía Láctea. Aunque se encuentran a distancias muy diferentes, M87 está a 55 millones de años luz y SgrA* a sólo 27 mil años luz, sus tamaños angulares son similares. Sin embargo, la diferencia entre sus parámetros físicos es abismal. Mientras que M87 tiene un diámetro de 40 mil millones de kilómetros y una masa de 6 mil millones de veces la del Sol, SgrA* mide 60 millones de kilómetros y tiene apenas 4 millones de masas solares. Estando en los extremos de masa y tamaño, estos objetos darán mucha información en el estudio de los misteriosos, oscuros, atractivos y populares agujeros negros.
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