El Messier 87, es supermasivo y está situado en el centro de esa galaxia

Buenos Aires-(Nomyc)-La imagen del Agujero Negro Supermasivo Messier 87 fue presentada por  Observatorio Europeo Austral (ESO) y el equipo del sistema sincronizado de Event Horizon Telescope (EHT) en lo que supone una verdadera revolución en la astrofísica ya que es la primera que se conoce de un Agujero Negro y la novedad se dio a conocer ayer en ruedas de prensa simultáneas realizadas en Washington, Bruselas, Santiago de Chile, Shanghái, Taipei, Tokio y Madrid.

En Córdoba, donde tiene lugar el GRAV19, un congreso internacional de cosmología que reúne a expertos gravitacionales. Allí, Oscar Reula, docente titular en la Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación (Famaf) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) e investigador principal del Conicet, señaló que la imagen “permitirá corroborar o descartar la teoría de Einstein, analizar los discos de acreción, compuestos de gas y polvo, que giran a una altísima velocidad alrededor del agujero negro, produciendo una radiación que revela su posición”.

“Además –agregó Reula–, gracias a estas imágenes se podrá comprender cómo funciona el magnetismo de los agujeros negros, ahondando en nuestro conocimiento sobre cómo se forman los jets, los chorros de partículas expulsados desde los polos de los agujeros negros. Se trata de la emisión de cantidades descomunales de energía, cuya única explicación por el momento es que provienen de la energía de rotación de los agujeros negros».

Una de las maneras en que los agujeros negros se originan es como consecuencia del colapso de una estrella ya que el resto de la materia de una estrella queda limitada a una pequeña zona, que luego da paso a un gran campo gravitacional y la fuerza de gravedad de un cuerpo depende de su masa y si esta es muy grande, la gravedad será tan alta que el cuerpo comenzará a atraer todo lo que haya alrededor, incluso la luz,  lo que implica que su masa y su fuerza de gravedad irán aumentando a medida que “coma” nuevas estrellas, explicó a este diario Reula.

La red global de telescopios del EHT conecta varias antenas de radio en todo el planeta, lo cual crea un gran lente virtual del tamaño de la Tierra, de unos 10 mil kilómetros de diámetro, con el suficiente poder de aumento como para penetrar el área esquiva alrededor de un agujero negro, incluido lo que se conoce como su horizonte de eventos, equivalente al punto de no retorno donde estrellas, planetas, gas, radiación electromagnética, incluida la luz, son absorbidos.

En abril de 2017, ocho telescopios ubicados en distintos puntos del planeta apuntaron sus “ojos” simultáneamente hacia dos agujeros negros: Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea, y M87, ubicado en la constelación de Virgo, a 50 millones de años luz con la intención de obtener un “retrato” de sus regiones circundantes y como ya se dijo, la foto presentada este miércoles corresponde al M87.

Las nuevas imágenes harán posible poner a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein, que predijo la existencia de una “sombra” circular alrededor de los agujeros negros.

En física, las ecuaciones de campo de Einstein constituyen la base del aparato predictivo de la relatividad general y son un conjunto de diez ecuaciones que describen la interacción fundamental de la gravitación como resultado de que el espacio-tiempo está siendo curvado por la materia y la energía.

“Los agujeros negros representan soluciones de las ecuaciones de Einstein donde el efecto de la geometría es preponderante sobre la materia. Es decir, es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de curvatura, la cual actúa como si hubiese mucha materia, tanta como para generar un campo gravitatorio de tal magnitud que ni siquiera la luz puede escapar de su interior”, señala Reula.

Aunque la teoría de la relatividad general había predicho la existencia de horizontes de eventos alrededor de los agujeros negros, hasta ahora los telescopios no tenían capacidad de resolución suficiente para “ver” un agujero negro y pese a que los horizontes de eventos pueden tener varios millones de kilómetros de diámetro, los agujeros negros son esquivos. Están muy lejos, y muchas veces ocultos detrás de grandes cantidades de gas y polvo interestelares.

Los datos registrados en todos los sitios han sido enviados de vuelta a dos instalaciones centrales de procesamiento en el MIT y el Instituto Max Planck de Radioastronomía, donde las señales de todos los telescopios participantes se están combinando desde hace años.

En el Universo abundan los interrogantes que las leyes de la física no consiguen explicar y uno de los mayores desafíos para la astrofísica son los Agujeros Negros, una suerte de fisura en el espacio-tiempo que absorbe todo lo que tiene a su alrededor y que no permiten ser observados en forma directa.

Nadie sabe lo que ocurre en su interior, incluso se ha especulado que podrían ser la puerta de ingreso a otra dimensión y todas estas particularidades, despertaron la fantasía del público.

El concepto de Agujero Negro fue descrito por primera vez en 1783 por el profesor John Michell como un ejercicio matemático y basado en los nuevos trabajos de Isaac Newton, quien aplicó su famosa ecuación de la gravedad y especuló que si se tuviera un objeto 500 veces el tamaño del Sol, su gravedad impediría que la luz lograra salir.

Desde entonces, los astrofísicos observaron estas regiones oscuras del universo, que han podido detectar en forma indirecta, a partir del comportamiento de la materia que los rodea.

El primero en ser detectado por el satélite Uhuru, observando en rayos X, fue Cygnus X-1, en 1971 y los científicos llegaron a la conclusión de que allí había un objeto extremadamente masivo, que identificaron como un agujero negro.

“Los agujeros negros son una concentración de masa que hace que la fuerza de gravitación sea tan grande que no pueda escapar nada de su interior, incluida la luz. A su alrededor hay partículas orbitando a unos 12 millones de grados, casi 2.000 veces la temperatura del sol”, señala Daniel Barraco, licenciado en Física de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), investigador independiente del Conicet y director del Centro de Interpretación Científica Plaza Cielo Tierra.

Según la teoría de la relatividad general, que primero predijo su existencia, son objetos muy simples ya que sólo tienen tres propiedades: masa, su momento angular y la carga eléctrica y más allá de esas variables, no tienen características, algo que en la jerga se dice “no tienen pelo”.

Un Agujero Negro consta de diferentes partes: en su centro, más allá del horizonte de sucesos, está la singularidad, un punto que podría tener una densidad infinita y donde va todo lo que cae en su interior y el horizonte de sucesos, a su alrededor, es la parte negra del objeto.

Estos hoyos atraen, de manera continua, masa de su estrella vecina, aumentando gradualmente su tamaño hasta que la estrella se desvanece por completo.

“Si la relatividad general es correcta y si la densidad de energía de la materia es positiva, como es el caso, el área de la superficie del horizonte de sucesos, que es el límite del Agujero Negro, tiene la particularidad de que cuando materia o radiación adicionales caen en su interior, el área siempre aumenta”, sostiene Stephen Hawking en su libro póstumo Breves respuestas a las grandes preguntas.

Mientras muchas estrellas acaban convertidas en enanas blancas o estrellas de neutrones, los agujeros negros representan la última fase en la evolución de enormes estrellas que fueron al menos de 10 a 15 veces más grandes que nuestro Sol y para ser atraídos dentro de su radio de proyección, los planetas, la luz y otra materia deben pasar cerca del agujero negro. Cuando alcanzan un punto sin retorno, se dice que han entrado en el horizonte de sucesos, un punto del que es imposible escapar.

“Desde afuera no es posible saber lo que hay dentro del agujero negro, sin importar lo que uno le arroje, pero tienen una frontera llamada horizonte de sucesos, que es donde la gravedad se vuelve lo suficientemente intensa para arrastrar la luz hacia atrás y evitar que se escape y como nada puede viajar más rápido que la luz, todo lo demás también será arrastrado hacia atrás”, advierte Hawking.

Al observar la radiación emitida por toda esta actividad alrededor de los agujeros negros, los astrónomos determinaron que hay dos tipos principales de Agujeros Negros: los de masa estelar y los súper masivos.

Los de Masa estelar son “cadáveres de estrellas” más de cinco veces más masivas que nuestro Sol y al final de su vida, estas estrellas colapsan violentamente y toda su materia se condensa en un espacio inimaginablemente diminuto y es fácil descubrir agujeros negros de masa estelar que forman parte de un sistema binario de rayos x, donde el agujero negro devora material de su estrella compañera.

El segundo tipo se conoce como “Agujero Negro Supermasivo” que son enormes hoyos gravitacionales tienen hasta miles de millones de veces la masa de una estrella promedio y su formación es un misterio que todavía se está estudiando.

Una teoría sugiere que se formaron a partir de enormes nubes de materia que colapsaron al formarse las galaxias; otra afirma que los agujeros negros de masa estelar en colisión pueden fundirse para formar un objeto gigante.

Una de las pruebas más sólidas de su existencia fue el experimento LIGO, cuyo objetivo es detectar ondas gravitacionales, esto es oscilaciones en el tejido que compone el universo, el espacio-tiempo, ocasionadas por masas en aceleración. En 2016 anunció que había identificado una fuente masiva de ondas gravitacionales, muy distante, que se correspondían a dos agujeros negros que se fusionaban en el espacio profundo.  Nomyc-11-4-19