A ciencia supera unha nova fronteira: a primeira imaxe dun buraco negro

A colaboración internacional a través dunha rede global de telescopios acada un fito: a primeira imaxe directa dun dos misterios do universo

O Event Horizon Telescope (EHT), un conxunto de oito radiotelescopios situados en Europa, América e a Antártida no que participa unha colaboración internacional de investigadores, conseguiu captar por primeira vez unha imaxe directa dun buraco negro supermasivo e a súa sombra. Así foi anunciado este mércores 10 de abril de 2019 o que é un fito histórico para a ciencia, e que confirma a existencia destas rexións do universo tal e como Albert Einstein avanzou hai máis de 100 anos.

Este avance foi anunciado mediante unha serie de seis artigos publicados nun número especial de The Astrophysical Journal Letters. A imaxe revela o buraco negro no centro de Messier 87, unha galaxia situada no cúmulo de Virgo, e que está a uns 55 millóns de anos luz da Terra e ten unha masa de 6,5 millóns de veces a do Sol.

“Temos a primeira foto dun buraco negro”, anunciou o director do proxecto EHT, Sheperd S. Doeleman, do Centro de Astrofísica de Harvard e o Smithsonian. “Esta é unha fazaña científica extraordinaria realizada por un equipo de máis de 200 investigadores”, engadiu.

O EHT une as imaxes tomadas por radiotelescopios para formar un telescopio virtual de tamaño terrestre cunha sensibilidade e resolución que nunca foran acadadas. Un deles, na Península Ibérica, é o do Pico Veleta en Sierra Nevada. O EHT é o resultado de anos de colaboración internacional e ofrece aos científicos unha nova forma de estudar os obxectos máis peculiares do Universo, xa previstos pola relatividade xeral de Einstein durante o ano centenario do experimento histórico que confirmou por primeira vez a teoría.

Que é un buraco negro?

É un obxecto cósmico que alberga unhas masas enormes en tamaños moi compactos. As súas características afectan á súa contorna dunha forma extrema, chegando a deformar o espazo-tempo e levando a calquera material circundante a temperaturas elevadísimas.

“Se os buracos negros están nunha rexión brillante, como un disco de gas con moita luz, é de esperar que creen unha rexión escura semellante a unha sombra”, explicou este mércores na súa intervención Heino Falcke, investigador da universidade holandesa de Radboud e membro do consello científico do EHT. “Esta sombra, causada pola curvatura gravitacional e a absorción da luz no horizonte de sucesos, revela moito sobre a natureza destes fascinantes obxectos, e axúdanos a medir a enorme masa do buraco negro de M87”, engadiu Falcke.

Os métodos de calibración e formación de imaxes múltiples revelaron unha estrutura semellante ao anel cunha rexión central escura – a sombra do buraco negro – que persistiu en múltiples observacións de TCE independentes.

A potencia do EHT é tal que permitiría ler un xornal en Nova York desde unha cafetería en París

“Unha vez que nos aseguramos de que tiñamos unha imaxe na sombra, puidemos comparar as nosas observacións con amplos modelos de computadores que inclúen a física do espazo deformado, a materia ‘superquentada’ e os fortes campos magnéticos”, explica Paul T.P. Ho, membro do consello do EHT e director do Observatorio do Este Asiático. “Isto fainos sentir seguros na interpretación das nosas observacións, incluída a estimación da masa dos buracos negros.”

A mera creación do EHT, artífice deste fito para a ciencia, foi un desafío de gran magnitude que requiriu actualizar e conectarse a unha rede mundial de oito telescopios preexistentes usados nunha variedade de sitios de gran altitude. Estes lugares incluían, alén de Sierra Nevada, volcáns en Hawai e México, montañas en Arizona, o deserto de Atacama e a Antártida.

As observacións do EHT utilizan unha técnica chamada interferometría de base moi longa (VLBI) que sincroniza as instalacións de telescopios en todo o mundo e aproveita a rotación da Terra para formar unha enorme lente do tamaño da Terra que observa a unha lonxitude de onda de 1,3 mm. A técnica permite que o EHT consiga unha resolución angular de 20 microsegundos de arco, o suficiente para ler un xornal en Nova York desde unha cafetería de París.

Imaxe con maior resolución (4000x2330) do buraco negro. Fonte: Event Horizon Telescope.
Imaxe con maior resolución (4000×2330) do buraco negro. Preme enriba para vela en detalle. Fonte: Event Horizon Telescope.

Para facer posibles estas imaxes houbo que almacenar en dispositivos varios petabytes de datos (103 terabytes), que no caso da Antártida tiveron que ser trasladados en avión debido ao volume que ocupaban. Os datos foron combinados e procesados polo Instituto Max Planck e o Observatorio Haystack do MIT.

A construción da EHT e os sinais anunciados actuais representan a culminación dun gran traballo observacional, técnico e teórico. Este exemplo de traballo en equipo global requiriu unha estreita colaboración por investigadores de todo o mundo. Trece institucións asociadas traballaron xuntas para crear a EHT, utilizando infraestructura preexistente e apoio de diversas axencias. O financiamento clave foi proporcionado pola Fundación Nacional da Ciencia dos Estados Unidos (NSF), o Consello Europeo de Investigación (ERC) da UE e as axencias de financiamento en Asia Oriental.

“Conseguimos algo presuntamente imposible hai só unha xeración“, concluíu Doeleman. “Os avances na tecnoloxía, as conexións entre os mellores observatorios de radio do mundo e algoritmos innovadores chegan a unha nova ventá aberta nos buracos negros”, subliñou Sheperd S. Doeleman.

Aquí podes consultar os artículos publicados sobre a imaxe do buraco negro en The Astrophysical Journal Letters:

The Shadow of the Supermassive Black Hole.

Array and Instrumentation.

Data processing and Calibration.

Imaging the Central Supermassive Black Hole.

Physical Origin of the Asymmetric Ring.

The Shadow and Mass of the Central Black Hole.

 

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.