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La primera imagen de un agujero negro

2019 Galaxia M87, observada por ocho radiotelescopios del mundo (entre ellos ALMA, en Chile)

En breve

Un agujero negro tiene una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz logra salir de él, por eso no se puede ver directamente. Conectando ocho radiotelescopios repartidos por el mundo, los científicos del Event Horizon Telescope consiguieron el equivalente a un telescopio casi tan grande como la Tierra. El 10 de abril de 2019 mostraron la primera imagen de la sombra de un agujero negro, rodeada por un anillo luminoso. Está en el centro de la galaxia M87, a unos 55 millones de años luz, y tiene una masa de 6500 millones de soles.

Por qué es importante Confirmó con una imagen real lo que predecía la teoría de la relatividad de Einstein.

Fuente: ESO, «Astronomers Capture First Image of a Black Hole» (comunicado eso1907)

Ilustración: La primera imagen de un agujero negro (Galaxia M87, observada por ocho radiotelescopios del mundo (entre ellos ALMA, en Chile))
Ilustración creada con IA para Storiascopio
La primera imagen de un agujero negro: Galaxia M87, observada por ocho radiotelescopios del mundo (entre ellos ALMA, en Chile)
Dónde: Galaxia M87, observada por ocho radiotelescopios del mundo (entre ellos ALMA, en Chile)

Ficha para estudiar unos 5 minutos de lectura

La historia

Una estrella tan pesada

Un agujero negro es uno de los objetos más extraños del universo. Suele nacer cuando una estrella mucho más grande que el Sol se queda sin combustible y se desploma sobre sí misma: toda su materia se concentra en un espacio pequeñísimo. La gravedad, es decir, la fuerza que atrae las cosas, se vuelve tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Por eso no se ve: es «negro». Su frontera se llama «horizonte de sucesos»: quien la cruza ya no puede volver atrás.

La idea se remonta a Einstein. En 1915 publicó la teoría de la relatividad general, según la cual la gravedad es una curvatura del espacio y del tiempo. Pocos meses después, el astrónomo alemán Karl Schwarzschild, que estaba en el frente durante la Primera Guerra Mundial, encontró una solución de sus ecuaciones que describía justamente un objeto así. El propio Einstein, sin embargo, no creía que pudiera existir de verdad. El nombre «agujero negro» se hizo famoso en 1967 gracias al físico estadounidense John Wheeler.

Pruebas indirectas

Durante décadas los agujeros negros fueron una hipótesis. Luego los astrónomos empezaron a encontrar sus huellas: estrellas que giraban alrededor de un punto invisible, gas que caía en un remolino y se calentaba muchísimo, emitiendo rayos X, e incluso, en 2015, las ondas gravitacionales, pequeñísimas vibraciones del espacio provocadas por la fusión de dos agujeros negros, captadas por los instrumentos LIGO. Pero faltaba una cosa: ver uno.

Un telescopio grande como la Tierra

Fotografiar un agujero negro es una empresa enorme. Incluso los más grandes están lejísimos y, vistos desde la Tierra, parecen minúsculos, como si se quisiera ver una naranja en la Luna. Para obtener una imagen tan nítida haría falta un telescopio tan grande como nuestro planeta. Los científicos tuvieron una idea: conectar entre sí radiotelescopios situados en lugares muy lejanos y hacer que todos trabajaran juntos como un único telescopio gigante. Así nació el Event Horizon Telescope, el «telescopio del horizonte de sucesos».

En abril de 2017 ocho radiotelescopios, en Chile, Hawái, Arizona, México, España y el Polo Sur, apuntaron durante unos días hacia el mismo objetivo: el centro de una gran galaxia, llamada M87, a unos 55 millones de años luz de la Tierra. Los telescopios registraron cantidades enormes de datos, unos cinco petabytes, tantos que no se podían enviar por Internet: se cargaron en cientos de discos y se llevaron en avión a dos centros de cálculo, en Estados Unidos y en Alemania. Durante dos años más de doscientos científicos de muchos países trabajaron para reconstruir la imagen: entre ellos, una joven informática, Katie Bouman, que se hizo famosa cuando una fotografía suya junto a los discos dio la vuelta a la red, aunque fue un trabajo de equipo, al que contribuyeron muchas personas.

La imagen

El 10 de abril de 2019, en ruedas de prensa en Bruselas, Washington, Tokio, Santiago y otras ciudades, se mostró la primera fotografía de un agujero negro: un anillo anaranjado de luz borrosa alrededor de una mancha negra en el centro. El anillo es el gas que gira a velocidad altísima alrededor del agujero negro y se calienta; la zona oscura es su sombra. El agujero negro de M87 pesa unas seis mil quinientos millones de veces más que el Sol, y su horizonte es mayor que todo el Sistema Solar.

En 2022 el mismo equipo publicó la fotografía de otro agujero negro, el que está en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, llamado Sagitario A*, a unos 27.000 años luz y con una masa de unos cuatro millones de Soles. También aquí, un anillo luminoso alrededor de un centro oscuro.

Por qué ocurrió

La fotografía nació de una teoría de hace un siglo, la relatividad general, que predecía la existencia y el aspecto de los agujeros negros. Pero hacían falta tecnologías nuevas: radiotelescopios muy sensibles, relojes atómicos capaces de sincronizar los datos de lugares lejanos, superordenadores y algoritmos para reconstruir la imagen.

Contó también la colaboración: ningún país habría podido hacerlo todo por sí solo. La idea de unir telescopios de todo el mundo fue defendida sobre todo por científicos como Heino Falcke, en los Países Bajos, y Sheperd Doeleman, en Estados Unidos.

Qué cambió

La imagen de 2019 confirmó que Einstein tenía razón incluso en un caso extremo: la forma de la sombra coincidía con la calculada con la relatividad. Ha abierto un nuevo campo de estudio, en el que se buscan películas de los agujeros negros y de sus «chorros» de materia.

Los agujeros negros no son «aspiradoras» que se lo tragan todo: lejos de ellos, un agujero negro atrae las cosas igual que cualquier estrella de la misma masa. Pero son fundamentales para entender cómo nacen y crecen las galaxias: casi todas, incluida la nuestra, tienen uno gigante en el centro.

En 2020 el premio Nobel de Física se concedió a Roger Penrose, por haber demostrado que los agujeros negros son una consecuencia de la relatividad general, y a Reinhard Genzel y Andrea Ghez, por haber descubierto el agujero negro del centro de nuestra galaxia.

Personas y lugares clave

Personas

Albert Einstein
Físico alemán (1879-1955): con la relatividad general (1915) previó las bases teóricas de los agujeros negros.
Karl Schwarzschild
Astrónomo alemán (1873-1916): encontró la primera solución de las ecuaciones de Einstein que describe un agujero negro.
Heino Falcke
Astrofísico alemán (nacido en 1966): propuso fotografiar la sombra de un agujero negro.
Sheperd Doeleman
Astrofísico estadounidense (nacido en 1967): dirigió el Event Horizon Telescope.
Katie Bouman
Informática estadounidense (nacida en 1989): una de las investigadoras que reconstruyeron la imagen del agujero negro.

Lugares

Galaxia M87, en la constelación de Virgo
El agujero negro fotografiado en 2019 se encuentra en el centro de esta gran galaxia, a unos 55 millones de años luz.
Desierto de Atacama, Chile
Aquí se encuentra ALMA, uno de los radiotelescopios del Event Horizon Telescope.

Para saber

  • El Event Horizon Telescope usó telescopios en Chile, Hawái, Arizona, México, España y el Polo Sur.
  • Los datos registrados en 2017 ocupaban unos cinco petabytes y se llevaron en avión en cientos de discos.
  • El agujero negro de M87 tiene una masa unas 6500 millones de veces la del Sol.
  • La expresión «agujero negro» la hizo famosa en 1967 el físico John Wheeler.
  • La imagen muestra un anillo de luz anaranjada: es gas calentísimo que gira alrededor del agujero negro.

Para saber más

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