En abril del 2019 los científicos obtuvieron por primera vez una imagen de un agujero negro, utilizando observaciones del Event Horizon Telescope del centro de la galaxia.

La imagen muestra un anillo brillante formado cuando la luz se dobla en la intensa gravedad alrededor de un agujero negro que es 6,500 millones de veces más masivo que el Sol. Esta imagen tan buscada por la comunidad cientifica proporciona la evidencia más sólida hasta la fecha de la existencia de agujeros negros supermasivos. Y abre una nueva ventana al estudio de anomalías espaciales, sus alcances y, muy por encima de todo eso, la gravedad.

La importancia de la imagen

Aparte de las interesantes cuestiones científicas que se abordarán, gran parte del entusiasmo está relacionado con la frase «ver para creer». Desde hace décadas se han rastreado las órbitas de las estrellas alrededor de cuerpos masivos invisibles. Asumiendo todo el tiempo que eran agujeros negros, sobre todo en el contexto  gravitacional. Sin embargo, nunca se ha tenido evidencia de todos estos fenómenos. Son soluciones elegantes para las ecuaciones de Einstein, pero en muchos sentidos parecen demasiado extremas para ser reales. A pesar de todas las pruebas que se han reunido sobre ellas hasta ahora.

El mundo cientifico ha cambiado. Una imagen como la obtenida da paso a una nueva forma de estudiar los objetos físicos en lugar de construcciones matemáticas. La estructura revelada en la imagen debería ayudar a confirmar la precisión de la relatividad general de Einstein. Tal vez ayudar a revelar la razón por la cual el fénomeno obtiene y distribuye la energía de otros cuerpos celestes.

La primera fotografía de un agujero negro
La primera fotografía en la historia de un agujero negro

El proceso de fotografiar un agujero negro

La imagen y los datos resultantes han ayudado a los astrónomos a aprender más sobre los agujeros negros en general y éste en particular, lo que hace que la espera de años hubiera valido la pena. Parte de la razón del retraso fue simplemente la logística para recopilar tantas observaciones. Cada observatorio almacena datos en un rango estrecho de longitudes de onda. Lo que resulta en cantidades ingentes de información, el equivalente de trillones archivos de música.

Es demasiado para enviar un correo electrónico a alguien. En cambio, los investigadores tuvieron que encontrar formas de mover físicamente esos datos. Por ejemplo, para transportar la información fuera del Telescopio del Polo Sur en la Antártida, tuvieron que esperar hasta la primavera, cuando los aviones finalmente comenzaron a volar nuevamente.

Solo entonces los científicos podrían comenzar el complicado proceso de unir datos de los ocho observatorios, una técnica conocida como interferometría. El equipo tenía mucho trabajo por delante. Los archivos sin procesar de cada uno de los sitios de observación llegaron con diferentes ángulos en el cielo, en diferentes longitudes de onda y en diferentes momentos de observación. Así que había que lograr armar el rompecabezas.

El algoritmo de Bouman

La Dra. Katie Bouman de 29 años, era una estudiante de doctorado en ciencias de la computación e inteligencia artificial en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) cuando dirigió la creación de un algoritmo que eventualmente conduciría a una imagen de un agujero negro supermasivo. Bouman formó parte del equipo de 200 investigadores que contribuyó al avance. Pero la filtración de una imagen de ella celebrando la imagen del agujero negro se volvió viral.

Imagen viral de Katie Bouman celebrando el hito
Imagen viral de Katie Bouman celebrando el hito

Aunque su experiencia en campo fue en ciencias de la computación e ingeniería eléctrica, no en astrofísica, Bouman y su equipo trabajaron durante tres años construyendo el código de imágenes. Una vez que se construyó el algoritmo, la científica laboró con docenas de investigadores durante dos años más, desarrollando y probando cómo se podrían gestar las imágenes del agujero negro. Pero no fue hasta el 2019, que finalmente llegaron todos los datos. Bouman y un pequeño equipo de colegas investigadores se sentaron en una pequeña habitación en Harvard y pusieron a prueba su algoritmo.

Con solo presionar un botón, apareció un anillo naranja difuso en la pantalla de la computadora de Bouman, la primera imagen del mundo de un agujero negro supermasivo y se hizo la historia astronómica. En una publicación en las redes sociales, Bouman enfatizó los esfuerzos de colaboración que habían hecho posible la obtención de la preciada fotografía.

En el futuro, los investigadores esperan ver más actividad explosiva de los agujeros negros, como el momento donde consumen una estrella o cuando estallan con infinitas cantidades de plasma que viajan cerca de la velocidad de la luz. Pero lo más importante, la comunidad espera ver algo inesperado que revolucionará nuestra visión sobre el universo y el entendimiento que tenemos del mismo.

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