Editorial NexoScience
¿Cómo se fotografía un objeto cuya cualidad que lo define es que ni siquiera la luz logra escapar de él? Durante casi todo el siglo veinte la respuesta honesta era que no se podía. Solo cabía observar lo que ocurre a su alrededor, medir su gravedad e inferir su existencia. Así es exactamente como se descubrió el agujero negro que hay en el centro de nuestra propia galaxia, y durante décadas siguió siendo una deducción, nunca una fotografía.
Sagitario A* se conocía mucho antes de que nadie lo viera. Desde que se descubrió como una fuente brillante de radio cerca del centro galáctico, los astrónomos siguieron durante años las órbitas tridimensionales de estrellas individuales que giraban alrededor de un punto invisible, en el segundo de arco más interno del cielo. Esas órbitas revelaron una concentración de masa enorme, unas cuatro millones de veces la masa del Sol, comprimida en una región tan pequeña que casi nada excepto un agujero negro podía explicarla. Una prueba convincente, pero indirecta. Nadie tenía una imagen.
El telescopio que por fin tomó la fotografía tiene el tamaño del planeta entero. El Event Horizon Telescope conecta antenas de radio repartidas por todo el mundo y las sincroniza con relojes atómicos para que se comporten como un único instrumento del tamaño de la Tierra. En abril de 2017 la red observó Sagitario A* durante cinco noches, usando ocho instalaciones repartidas en seis lugares distintos, desde Chile y Hawái hasta España, Arizona, México y la Antártida, todas registrando a una longitud de onda de 1,3 milímetros. Los resultados se publicaron en 2022, después de cinco años de calibración y análisis.
Lo que apareció fue un anillo brillante envolviendo un centro oscuro. Más del noventa y cinco por ciento de las imágenes reconstruidas por equipos independientes, usando algoritmos distintos, muestran la misma estructura: un anillo de emisión grueso de 51,8 más menos 2,3 microarcosegundos de diámetro, con una anchura de entre el treinta y el cincuenta por ciento de ese diámetro, una asimetría de brillo moderada y un interior notablemente oscuro. Ese hueco oscuro es la sombra del agujero negro, la región donde la trayectoria de la luz se curva tan bruscamente que cae hacia dentro en vez de llegar hasta nosotros.
El anillo tiene exactamente el tamaño que las estrellas ya habían anticipado. Trabajando solo con la imagen, el equipo calculó un diámetro de sombra de 48,7 más menos 7,0 microarcosegundos y una masa de unos cuatro millones de soles, a una distancia de unos 8 kiloparsecs, aproximadamente 27000 años luz. Esas cifras, obtenidas de una fotografía del horizonte de sucesos, coinciden con las que ya se habían obtenido observando estrellas que orbitan cien mil veces más lejos. Que dos técnicas de medición completamente distintas converjan en el mismo objeto es la parte más sólida del resultado.
Que algo sea consistente con la métrica de Kerr no es lo mismo que quedar demostrado sin ninguna duda. El propio estudio es cauto en este punto, y conviene serlo también aquí. La imagen es consistente con el aspecto que predice la relatividad general para un agujero negro de Kerr, y descarta varios escenarios: ángulos de inclinación muy altos, por encima de cincuenta grados, agujeros negros sin rotación, discos de acreción que giran al revés y algunos modelos alternativos concretos, como ciertas singularidades desnudas o estrellas de bosones. Pero ninguna de las doscientas simulaciones numéricas puestas a prueba superó a la vez todas las restricciones observacionales, las simulaciones resultan sistemáticamente más variables que la fuente real, y otros impostores sin horizonte de sucesos siguen siendo compatibles con los datos. Es una comprobación de consistencia muy fuerte, no un caso cerrado.
Nuestro agujero negro es además el más nervioso de los dos. Como Sagitario A* tiene unas 1500 veces menos masa que M87*, fotografiado en 2019, su material más interno completa una órbita en apenas entre cuatro y treinta minutos, en vez de días o semanas. La fuente cambia literalmente mientras se la fotografía, que es justo la razón por la que el análisis tardó tanto. Comparar ambas imágenes demuestra que la relatividad general se sostiene a lo largo de tres órdenes de magnitud en masa de agujero negro.
Fuente: Colaboración del Event Horizon Telescope, «First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole in the Center of the Milky Way», The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac6674
