Estudiando agujeros negros, EHT & GMVA.

¿Qué son el Event Horizon Telescope y el Global mm-VLBI Array?

La infografía muestra la ubicación de los telescopios que participan en el EHT. Créditos: ESO/O. Furtak.

El centro de nuestra galaxia alberga un monstruo cósmico: un agujero negro supermasivo conocido como Sagitario A*, cuya masa equivale a unos cuatro millones de veces la masa de nuestro Sol. Su gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz escapa a su fuerza de atracción, pero si no fuera por su influencia gravitacional sobre las estrellas que lo rodean, ¡ni siquiera sabríamos que existe! Ahora se ha puesto en marcha un proyecto ambicioso para obtener, por primera vez en la historia, una imagen del horizonte de eventos del agujero negro.

Dos grandes proyectos de colaboración internacional entre radiotelescopios aunaron sus fuerzas para crear telescopios virtuales del tamaño de la Tierra: el Event Horizon Telescope (EHT) y el Global mm-VLBI Array (GMVA), que operan en longitudes de onda diferentes. Con esta impresionante configuración de telescopios, que se extiende por todo el globo, desde el Polo Sur hasta Hawái y Europa, se observará el agujero negro supermasivo que vive en el corazón de la Vía Láctea.

Para ello, los astrónomos usarán una técnica conocida como interferometría de línea de base muy larga (VLBI, en su sigla en inglés), consistente en combinar las señales de telescopios separados por miles de kilómetros de distancia para que actúen como si fueran uno solo. Esta técnica permite alcanzar un nivel de resolución muy superior al de cualquier instalación que opera sola: ¡una resolución 2.000 veces superior a la del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA! Esta capacidad de resolución es crucial para poder detectar el agujero negro, que, a pesar de ser 30 veces más grande que el Sol, se encuentra muy lejos, a más de 26.000 años luz de nosotros.

Hace años que se viene desarrollando este plan para obtener imágenes de un agujero negro, pero solo ahora hemos alcanzado la capacidad tecnológica necesaria para lograr este ambicioso objetivo. Además, el proyecto cuenta ahora con la participación de un peso pesado de la radioastronomía: el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Gracias a sus 66 antenas y sus receptores de última generación, ALMA, ubicado en las alturas del desierto de Atacama, en el llano de Chajnantor, pasó a ser el componente más sensible y más grande del proyecto EHT/GMVA, cuya sensibilidad total multiplicó por 10. Pese a ser una instalación dotada de las últimas tecnologías, ALMA fue sometido a varias mejoras en ALMA antes de participar en el proyecto. Se instaló equipamiento especializado, como nuevos discos duros capaces de almacenar las enormes cantidades de datos que producirán las observaciones, así como un reloj atómico extremadamente preciso, fundamental para combinar las señales de ALMA con la red del VLBI.

La soledad de ALMA: esta vista panorámica del llano de Chajnantor muestra el desolador lugar donde se encuentra el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), a 5.000 metros sobre el nivel del mar, en los Andes chilenos. Créditos: ESO/B. Tafreshi (twanight.org)

Este excepcional estudio empezará en abril de 2017: se realizarán observaciones en longitudes de onda de 3 milímetros con el GMVA entre el 30 de marzo y el 4 de abril de 2017 y observaciones en longitudes de 1,3 milímetros entre el 5 y el 14 de abril. A continuación, se procederá con un largo y arduo trabajo de tratamiento de los datos adquiridos durante las observaciones, y se espera tener los primeros resultados hacia fines de 2017.

Si bien no hay garantías específicas en cuanto a dichos resultados, el potencial científico del proyecto y las metas propuestas son fascinantes. Entre ellas, se espera poner a prueba la Teoría General de la Relatividad de Einstein, que predice la existencia de una “sombra” más o menos circular alrededor del agujero negro. Asimismo, se buscará entender el fenómeno de acreción de material alrededor de los agujeros negros, así como la formación de los chorros de gas que estos expulsan a gran velocidad.

Imágenes simuladas de la sombra de un agujero negro: la relatividad general predice que la sombra debería ser circular (centro), pero un agujero negro podría potencialmente tener una sombra achatada por el ecuador (izquierda) o por los polos (derecha). Las futuras imágenes del EHT pondrán a prueba esta predicción. Crédito: D. Psaltis and A. Broderick.

Crédito: 
ESO

Publicado en ESO el 30 de marzo del 2.017.