Científicos miden por primera vez el radio de un agujero negro

El punto de no retorno en astronomía es conocido como un agujero negro: una región del espacio donde la fuerza de gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Los agujeros negros, que pueden ser miles de millones de veces más masivos que nuestro Sol, pueden residir en el corazón de la mayoría de las galaxias. Tales agujeros negros supermasivos son tan poderosos que la actividad en sus límites puede recorrer sus galaxias anfitrionas.

Ahora, un equipo internacional, dirigido por investigadores del Observatorio Haystack del MIT (Instituto Tecnológico de Massachussetts), ha medido por primera vez el radio de un agujero negro en el centro de una galaxia distante - la distancia más cercana en la que la materia puede acercarse antes de ser irremediablemente capturada hacia el agujero negro.

Los científicos unieron antenas de radio en Hawái, Arizona y California para crear un conjunto de telescopios llamado "Event Horizon Telescope" (EHT) que puede ver detalles 2.000 veces más afinados que lo que es visible para el Telescopio Espacial Hubble. Este sistema fue dirigido hacia M87, una galaxia a unos 50 millones de años luz de la Vía Láctea. M87 contiene un agujero negro 6.000 millones de veces más masivo que nuestro Sol. Usando esta matriz, el equipo observó el resplandor de la materia cerca del borde de este agujero negro - una región conocida como el "horizonte de suceso".

"Una vez que los objetos caen a través del horizonte de suceso, están perdidos para siempre", dice Shep Doeleman, director asistente en el Observatorio Haystack del MIT e investigador asociado en el Observatorio Astrofísico Smithsoniano. "Es una puerta de salida de nuestro universo. Se puede caminar a través de esa puerta, pero no vas a volver". Doeleman y sus colegas han publicado los resultados de su estudio esta semana en la revista Science.

Los agujeros negros supermasivos son los objetos más extremos predichos por la teoría de la gravedad de Albert Einstein - en el que, de acuerdo con Doeleman, "la gravedad está completamente loca y aplasta una enorme masa en un espacio increíblemente cercano." En el borde de un agujero negro, la fuerza gravitatoria es tan fuerte que tira de todo, desde sus alrededores.

Sin embargo, no todo lo que puede cruzar el horizonte de suceso se mete en el agujero negro. El resultado es un "atasco de tráfico cósmico", en el que el gas y el polvo se acumulan, creando una capa de materia conocida como disco de acreción. Este disco de materia orbita al agujero negro a casi la velocidad de la luz, alimentando el agujero negro con una dieta constante de material sobrecalentado. Con el tiempo, este disco puede provocar que el agujero negro gire en la misma dirección que el material en órbita.

El equipo utilizó una técnica llamada interferometría de base muy larga, o VLBI, que vincula los datos de antenas de radio ubicadas a miles de kilómetros de distancia. Las señales de las diferentes antenas, en conjunto, crean un "telescopio virtual" con el poder de resolución de un solo telescopio tan grande como el espacio entre las diferentes estaciones. La técnica permite a los científicos ver  detalles extremadamente precisos en galaxias lejanas.

Usando la técnica, Doeleman y su equipo midieron la órbita más interior del disco de acreción, que resultó ser sólo 5,5 veces el tamaño del horizonte de suceso del agujero negro. Esto significa que su órbita interna es cerca de cinco veces el tamaño de nuestro sistema solar, o 750 veces la distancia de la Tierra al Sol (Un solo viaje al Sol desde nuestro planeta significa recorrer 150 millones de kilómetros).

De acuerdo con las leyes de la física, el descubrimiento además sugiere que el tamaño del disco de acreción está girando en la misma dirección que el agujero negro, lo que constitue la primera observación directa que confirma las teorías de cómo la energía de los agujeros negros emerge de los centros de las galaxias.