Un grupo de astrónomos publicó recientemente un trabajo de investigación en la revista ´Nature´, en el que presentan la primera imagen en conjunto del agujero negro supermasivo que se encuentra en la galaxia Messier 87 y su chorro de energía
Han transcurrido ya cuatro años desde que astrónomos del Telescopio del Horizonte de Eventos –México participa en este ambicioso proyecto con el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano– hicieran pública la primera imagen de un espectacular agujero negro supermasivo situado en la galaxia Messier 87 (M87) a 55 millones de años luz de la Tierra.
En su momento, la noticia corrió como pólvora y generó mucha expectación. Tan es así que tanto medios especializados como de corte generalista difundieron el acontecimiento, y cuyo recibimiento fue de mucho entusiasmo entre el público especializado y no tan especializado.
Ahora, el pasado miércoles 26 de abril, un grupo de investigadores encabezados por el astrónomo Ru-Sen Lu del Instituto Max Planck de Radioastronomía, y quienes no tienen nada que ver con el equipo de astrónomos del Telescopio del Horizonte Eventos, presentaron por primera vez una imagen en la que no solamente aparece el agujero negro supermasivo de M87, sino también un colosal chorro formado por plasma, es decir, un chorro o “jet” compuesto por millones de átomos que -dado que han sido calentados a tan altas temperaturas- emiten una gran cantidad de energía.
El chorro es producido porque el agujero negro de M87 calienta a temperaturas inusitadas el material que gira a su alrededor. De hecho, este material cae precipitosamente hacia el interior del agujero negro debido a la fuerte atracción gravitatoria que ejerce sobre la materia que lo rodea.
Hay que recordar que fue Albert Einstein, en 1915, quien mediante su Teoría de la Relatividad General propuso a través de las matemáticas que los agujeros negros -donde se concentra una gran cantidad de masa- deforman el tejido espaciotemporal que los rodea producto de la concentración de esta masa
La gravedad no es otra cosa que el resultado de la curvatura del espacio-tiempo. Por lo tanto, a mayor cantidad de masa, más prolongada será la curvatura y, en consecuencia, los objetos más pesados como las estrellas o los agujeros negros (estos últimos son eventos extremos de curvatura), tenderán a deformar el tejido espaciotemporal con mayor intensidad a como lo haría, por ejemplo, un planeta o un objeto aún más pequeño como un asteroide.
Ahora bien: el agujero negro situado en M87 es tan intenso -curva el espacio-tiempo de forma tan poderosa, y es 6,500 millones de veces más masivo que el Sol- que es capaz de transformar materia en energía y generar así el chorro que los astrónomos han podido apreciar desde la Tierra a través de radiotelescopios.
Por otro lado, desde hace algunos años, los investigadores ya habían logrado obtener imágenes por separado de la región cercana al agujero negro de M87, pero esta es la primera vez que ambos se observan juntos, es decir, que 2023 marca el año en el que se ha podido fotografiar un fenómeno de este tipo de manera conjunta.
Así, la nueva imagen de M87 muestra el chorro emergiendo cerca del agujero negro en una región a la que los científicos denominan “sombra del agujero negro”. Además, a medida que la materia orbita alrededor de este último, se calienta y emite luz. Por si fuera poco, el agujero negro, al capturar esta luz hace que se produzca una estructura similar a un anillo. Dicho anillo aparece en la imagen que los astrónomos han podido tomar.
Para lograr detectar este evento, el cual aconteció hace unos 55 millones de años –cuando los mamíferos aún no poblaban la Tierra y recién se habían extinguido los dinosaurios- los científicos recurrieron a varios radiotelescopios que se encuentran ubicados en varios sitios del mundo (uno de ellos es el Atacama Large Millimeter Array de Chile), pero que trabajan de manera conjunta como una especie de inmensa red que cubre toda la Tierra.
Gracias a esta red de radiotelescopios (que se vuelven muy poderosos cuando trabajan en conjunto porque lo hacen como uno solo), los astrónomos captaron, en forma de ondas que viajan a la velocidad de la luz, tanto el chorro de energía que emite el agujero negro, como la materia que va cayendo en este último porque los agujeros negros, por sí mismos, son incapaces de emitir luz. Por lo tanto, es imposible ver que hay en el interior de cualquiera de éstos. Lo que los astrónomos en realidad ven, es lo que sucede alrededor de ellos.
Sobre la importancia que tienen estas nuevas imágenes para la comprensión de los fenómenos más extremos que acontecen en el universo -como la formación de agujeros negros y lo que va asociado con su existencia- hay que decir que los chorros como al que me he referido en párrafos anteriores pueden decirnos mucho respecto a cómo rotan los agujeros negros.
Ya que, si un agujero negro está girando, arrastra el espacio-tiempo alrededor de él enrollándolo en una especie de cono apretado en sus polos de rotación. Es justamente este campo “retorcido” de espacio-tiempo el que acelera las partículas lejos del agujero negro en forma de chorros y, durante este proceso, extrae energía de la rotación del agujero negro.
Por lo tanto, cabría preguntarse si en algún momento dado, al perder toda la energía producto del chorro que está generado, un agujero negro podría dejar de rotar y, si esto sucediera, ¿qué pasaría?, ¿desaparecería o simplemente se detendría?
Por el momento, nadie puede responder a estas preguntas porque se tendrán que hacer estudios más minuciosos, a partir de las imágenes que se vayan obteniendo en los próximos años con instrumentos de observación y detección cada vez más precisos, sobre cómo evolucionan estos objetos a lo largo del tiempo, a pesar de que ya existen modelos matemáticos que les dicen a los físicos y astrónomos cómo se comportan.
Uno de los físicos teóricos que más ha contribuido al estudio de estos objetos fue el británico Stephen Hawking, pero existen muchos otros como el mexicano Miguel Alcubirre Moya, quien desde la trinchera de la física ha logrado hacer predicciones sumamente interesantes sobre, por ejemplo, qué sucede cuando dos agujeros negros colisionan
Y ya como colofón, solamente hay que destacar las palabras del radioastrónomo de la Universidad de Valencia, España, Iván Martí Vidal (que participó en el equipo que hizo la fotografía del agujero de M87 y su chorro) y quien, en su cuenta de Twitter, bastante emocionado, mencionó recientemente que “¡Lo hemos hecho! Hemos encontrado el ´eslabón perdido´ de la Astrofísica Observacional de agujeros negros: el nexo que une el corazón de un agujero negro (su sombra) con el chorro relativista que, de forma fascinante, escapa de allí casi a la velocidad de la luz”.
