Este miércoles 10 de abril, la National Science Foundation ha marcado un nuevo hito en la historia de la ciencia con la publicación de la primera fotografía de un agujero negro, un "resultado revolucionario" de "gran trascendencia científica" obtenido por los investigadores del Telescopio del Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope o EHT).

Después de años de evidencias indirectas de la existencia de estos cuerpos, como las ondas gravitacionales o los chorros relativistas, esta imagen ha permitido por fin confirmar que son reales y que presentan el aspecto esperado.

Más allá de la innegable relevancia de la propia fotografía, este hallazgo ha permitido validar la teoría de la relatividad de Eisntein en una situación extrema en la que hasta ahora no se había puesto a prueba, como el horizonte de sucesos de un agujero negro, que es el punto de no retorno a partir del cual nada, ni la luz, puede escapar.

La histórica fotografía, obtenida a partir de una red de ocho observatorios situados en distintos puntos del mundo, consiste en un anillo con una mitad más luminosa que la otra, que corresponde al agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia M87, a 53,3 millones de años luz de la Tierra.

Tal y como explica el CSIC, el organismo español involucrado en este hito, la imagen muestra el agujero negro en el centro de Messier 87, una galaxia masiva situada en el cercano cúmulo Virgo. La región oscura central es la sombra del agujero negro.

En un principio, puede resultar paradójico el hecho de observar uno de estos cuerpos, ya que se caracterizan por la ausencia total de luz. Se trata de objetos que no emiten ningún tipo de radiación y, por ello, cabría pensar que es imposible verlos. Sin embargo, lo que se percibe es la materia que rodea a este cuerpo y que cae en su interior, se calienta y brilla.

"Nada del interior puede vivir y ser transmitido al exterior (...). No puedes ver un agujero negro, pero puedes ver su sombra, que se produce cuando la luz desaparece tras el horizonte de sucesos (del agujero)", explicó el presidente del consejo del Telescopio del Horizonte de Sucesos, Heino Flacke.

Un telescopio del tamaño de la Tierra

El proyecto conecta antenas de radio de todo el mundo, creando un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Su objetivo es generar suficiente poder de aumento para visualizar el área alrededor de un agujero negro, especialmente su horizonte de sucesos, esta especie de puerta sin retorno más allá de la cual no se sabe cómo se comporta la física.

Con esta técnica de observación, llamada "interferometría de muy larga base", no se obtiene una imagen directa, sino que es preciso reconstruirla después con superordenadores, mediante el análisis de los datos conseguidos.

La imagen se "construyó como un puzzle" a partir de diferentes fotografías tomadas en cuatro días distintos por la red de telescopios funcionando como un único radiotelescopio, comentó la investigadora polaca Monika Moscibrodzka.

En esta red de antenas ha jugado un papel fundamental para la obtención de la imagen el telescopio IRAM 30m, situado en Sierra Nevada.

Una vez lograda esta fotografía, el objetivo de los investigadores es continuar con el estudio de otros agujeros negros, para lo que se sumarán a la red del EHT otros telescopios situados tanto en la superficie de la Tierra como en el espacio. Esta inclusión permitirá mejorar la resolución de las imágenes obtenidas.

Participación española

Varios astrónomos españoles han participado en este hito científico, como el investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) José Luis Gómez, que ha desarrollado uno de los tres algoritmos usados para la reconstrucción de las imágenes de la sombra del agujero negro.

"Esta imagen aparecerá en los libros de texto. Es como romper un cristal. Por primera vez tenemos esta foto y ahora sabemos que podemos estudiar estos objetos. Confíamos en que este hallazgo abra una puerta a un mejor entendimiento de cómo funcionan los agujeros negros", ha afirmado.

Otro de los científicos españoles participantes en este proyecto es Iván Martí-Vidal, del Instituto Geográfico Nacional, que diseñó los algoritmos que permitieron combinar los datos de los radiotelescopios que componen el EHT.

"No es una imagen, es el primer fotograma de una gran película que está por rodar", ha asegurado, convencido de que estos avances harán posible comprender cómo se comportan las fronteras del universo.

Qué es un agujero negro

Los agujeros negros, imaginados a inicios del siglo XX por el físico Albert Einstein y teorizados por su colega Stephen Hawking en los años setenta a partir de la radiación que emiten, son una masiva concentración de materia comprimida en un área pequeña que genera un campo gravitatorio que engulle todo lo que le rodea, incluida la luz.

Ese misterioso fenómeno astrofísico supone la última fase en la evolución de un tipo de enormes estrellas que son al menos 10 veces más grandes que el Sol. Cuando una "gigante roja" se acerca a la muerte, se repliega sobre sí misma y concentra su masa en una superficie muy pequeña, que se conoce como "enana blanca".

Si este proceso de gravedad extrema continúa, se transforma en un agujero negro, delimitado por lo que se conoce como "horizonte de sucesos", que es el punto de no retorno a partir del cual nada que sobrepase esa frontera puede escapar de su atracción del hoyo, y en cuyos aledaños giran aglomeraciones de gas a aproximadamente en una órbita circular.