¿Qué son, cómo se forman y porqué son importantes los agujeros negros?

Chile y el mundo, hoy fueron testigos de un suceso científico astronómico sin precedentes. Por primera vez en la historia, se reveló una imagen real de un agujero negro. A la fecha, solamente se trabajaba con simulaciones.

Los agujeros negros son objetos celestiales, tal como una estrella o un planeta. La fuerza de su gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de su atracción. Y si la luz, que es lo que más rápido viaja en nuestro Universo no puede salir, entonces nada podrá hacerlo.

Se forman a partir de estrellas muy masivas. No todas las estrellas se convierten en un agujero negro. Cuando agotan su combustible al final de su vida, colapsan sobre sí mismas de forma catastrófica e imparable y en su desplome forman un pozo en el espacio, lo que le da su nombre: agujero negro.

Lograr esta primera imagen fue un trabajo colaborativo denominado Telescopio de Horizonte de Sucesos (EHT por su nombre en inglés), que tomó diez años y la participación de ocho telescopios a nivel mundial .

Mario Hamuy, astrónomo y Premio Nacional de Ciencias, lo cataloga como uno de los grandes sucesos astronómicos de los últimos tiempos. "Está dentro de los cinco más destacados de los últimos 30 o quizás 50 años de la ciencia astronómica, junto al descubrimiento en 2016 de las ondas gravitacionales, que también confirmó la teoría de Einstein, y el descubrimiento hecho en Chile de exoplanetas, entre otros".

La jornada ha cautivado mundialmente a la comunidad científica, e incluso a civiles. Existían muchos mitos y teorías en torno a los agujeros negros, los que a partir de hoy comenzarán a tener respuestas concretas. Xavier Barcons, director general de la ESO (Observatorio Europeo Austral), señala que la comunidad científica "espera comprobar de manera visible que efectivamente existen cuerpos celestes como los agujeros negros. Verificar la existencia de un horizonte de eventos, es decir, el punto de "no retorno" que delimita la zona alrededor de un agujero negro, es el objetivo principal del proyecto Event Horizon Telescope, y una predicción básica de la Teoría de la Relatividad General. Podemos decir que eso hoy se logró".

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Así lucían hasta ayer las simulaciones del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87, antes que se diera a conocer la imagen de hoy. Crédito: Jason Dexter (izquierda) y Kazunori Akiyama (derecha).[/caption]

Las observaciones del EHT utilizan una técnica llamada interferometría de muy larga base (VLBI, Very-Long-Baseline Interferometry) que sincroniza los telescopios ubicados en instalaciones de todo el mundo y explota la rotación de nuestro planeta para formar un enorme telescopio del tamaño de la Tierra, observando en una longitud de onda de 1,3 mm. VLBI permite al EHT alcanzar una resolución angular de 20 microsegundos de arco.

Hamuy destaca la importancia de este evento. "Es una hazaña intelectual, teórica y tecnológica. En 1916, Albert Einstein, formula la teoría de la gravedad, que predice la existencia de los agujeros negros. Ratifica sus teorías, fue muy osada. Si lograras comprimir el Sol, la curvatura del espacio alrededor del sol sería un agujero negro, un pozo sin fondo del que nada puede salir. ALMA desde Chile jugó un rol fundamental con la definición y nitidez, complementado con otros puntos en el mundo, desde el Polo Norte al Polo Sur. Sin la contribución de ALMA la definición hubiese sido mucho menor".

Luis Chavarría, director del Programa de Astronomía de Conicyt, añade que lo interesante de este descubrimiento, "es que para poder lograr tener la resolución necesaria para observar este fenómeno se necesita un telescopio gigante, del tamaño de toda la Tierra. Al poder estudiarlo en detalle, vamos a poder confirmar teorías que tienen que ver con la relatividad general, ya que no ha sido posible probar mientras no existan este tipo de observaciones".

Su formación se le atribuyen a estrellas muy masivas. "Cuando se agotan, colapsan sobre sí misma y en en su desplome forman un pozo en el espacio: un agujero negro. Si no son tan masivas, su materia puede detener el mencionado colapso y formar una estrella enana blanca o una estrella de neutrones", Roberto Emparan, físico de la Universidad de Barcelona, citado por la Agencia EFE.

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Visualización del agujero negro de 1979 de Jean-Pierre Luminet. Usando datos de computador, dibujó varios miles de puntos negros en una hoja blanca a mano y tomó un negativo fotográfico para obtener la imagen final.[/caption]

Hamuy señala que la imagen que mostró hoy el telescopio es una imagen de una galaxia que está a 55 millones de años luz de la Tierra. "Se enfocó en el centro mismo donde hay un agujero negro súpermasivo, la imagen que se mostró hoy revela una especie de anillo que emite luz y al centro una sombra negra, es la sombra del agujero y lo que está alrededor es el gas del cual se alimenta".

Barcons agrega que "el objetivo del EHT es justamente probar que estos cuerpos que crean un campo gravitatorio gigantesco a su alrededor, tienen un horizonte de sucesos y por tanto se ven como un cuerpo que no deja escapar la luz. Otras modelos, como las llamadas singularidades desnudas atribuirían la fuente de este gran campo gravitatorio a un punto en el espacio. Esta observación corrobora la existencia de un horizonte de sucesos".