Columna de Astronomía | Fotografiando el fin del espacio y del tiempo: un agujero negro

Los agujeros negros son sin duda uno de los fenómenos más asombrosos y espeluznantes de la naturaleza. Predichos por la Teoría de la Relatividad de Einstein, su gravedad es tan intensa que no sólo la luz no puede escapar de su interior, sino que además el tiempo se detiene y el espacio colapsa en un punto. En otras palabras, en ellos podemos reconocer "el fin" del tiempo y del espacio donde habitamos. Si bien hoy sabemos que éstos son comunes en el universo, nunca hemos podido fotografiarlos directamente, aunque puede que esto no siga siendo así por mucho tiempo.

Einstein nos enseña que la gravedad es la manifestación de la curvatura del espacio-tiempo inducida por un cuerpo masivo como, por ejemplo, la Tierra. Los agujeros negros se producen cuando un objeto concentra tanta materia dentro de un volumen tan pequeño que su gravedad se vuelve insostenible, produciendo así una curvatura extrema del espacio-tiempo. Por ejemplo, para convertir a la Tierra en agujero negro habría que comprimirla hasta que tuviera ¡18 mm de diámetro! En conclusión, los agujeros negros son siempre muy pequeños, sobre todo si pensamos en escalas cósmicas, haciéndose muy difícil fotografiarlos.

Pero no todos son tan chicos. Hace un tiempo sabemos que en los centros de la mayoría de las galaxias habitan agujeros negros supermasivos, con una masa equivalente a varios millones de soles. El más cercano de estos engendros cósmicos se encuentra en el centro de nuestra galaxia, con la no despreciable masa de 4 millones de soles. No obstante lo exorbitante de este número, su tamaño es bastante modesto, siendo apenas 17 veces más grande que el Sol. Si consideramos que se encuentra 1.600 millones de veces más lejos que este último, se imaginarán lo chico que se ve: tan solo 0,0000000003 grados de diámetro en el cielo. Como si esto fuera poco, el centro la galaxia se encuentra oculto detrás de una densa capa de gas y polvo interestelar que bloquea la luz visible, haciendo que el misterioso objeto sólo pueda ser visto —en longitudes de onda larga— mediante radiotelescopios. El problema es que mientras mayor sea la longitud de onda, más grande debe ser el telescopio, ya que la imagen se difumina producto de la naturaleza ondulatoria de la luz. Entonces, ¿cómo hacemos para verlo?

Antes de responder eso, debiéramos contestar ¿qué veríamos? Si bien no brillan directamente, sí pueden hacer brillar a la materia que los rodea. Incluso pueden llegar a ser los objetos más brillantes y energéticos del universo, capaces de eyectar materia fuera de la galaxia y emitir grandes cantidades de rayos X: Todo depende de cuánto material tengan a su disposición para tragar. Para el caso de nuestro agujero negro, los científicos esperan ver una aureola brillante, distorsionada por efectos relativistas, y con un centro oscuro conocido como la "sombra del agujero". En conjunto, todo mediría algo así como 15 veces el tamaño del agujero mismo.

Para lograr esta instantánea se ha propuesto crear el radiotelescopio más grande del planeta —¡tan grande como el mundo entero!— llamado Event Horizon Telescope (EHT). Esto gracias a la interferometría, una técnica que permite combinar la señal captada por varios telescopios pequeños para hacerlos funcionar como uno grande. Mientras más lejos estén los telescopios entre sí, más chico es el objeto que logran distinguir en el cielo. En este caso, para alcanzar la resolución necesaria a la longitud de onda elegida de 1,3 mm, los telescopios debieron ser dispuestos usando el tamaño total de la Tierra.

Durante estos meses se están realizando las observaciones para este impresionante desafío, y parte de los telescopios utilizados están en Chile. Nuevamente nuestro país está haciendo historia en astronomía, esta vez fotografiando el final del tiempo y del espacio.