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El GTM participa en experimento histórico para obtener la primera imagen de un agujero negro

Santa María Tonantzintla, Puebla, a 5 de abril. El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) en México participa en un histórico proyecto experimental que busca probar la teoría de la relatividad general de Einstein en las condiciones más extremas del Universo y tomar la primera imagen de un agujero negro.

Se trata del Event Horizon Telescope (EHT), experimento que se realiza entre el 5 y el 15 de abril en nueve radiotelescopios ubicados en México, Chile, la Antártida, Estados Unidos, España y Francia y conectados entre sí a través de la técnica de interferometría de base muy larga (VLBI por sus siglas en inglés) para conformar un telescopio milimétrico del diámetro de la Tierra.

El EHT, comenta en entrevista el Dr. David Hughes, director del GTM, "es un experimento para probar la teoría de relatividad general en las condiciones más extremas del Universo y tomar por primera vez una imagen de la sombra de un agujero negro supermasivo y su horizonte de eventos. Esta sombra y el horizonte de eventos son una manifestación física de la predicción matemática de la existencia de una singularidad en el continuo de espacio-tiempo. Es una oportunidad de confirmar después de cien años esta predicción fundamental de la ley de la relatividad general de Einstein".

Para conectarse desde regiones tan remotas entre sí, estos radiotelescopios utilizan la técnica VLBI, que consiste en combinar de manera precisa las señales medidas por radiotelescopios separados a cierta distancia, con el fin de obtener una resolución espacial --es decir, aumentar la capacidad de ver mayor detalle-- equivalente a la de un telescopio con dimensiones correspondientes a la de la mayor distancia de separación entre las antenas. Para obtener una sincronización perfecta, los telescopios fueron dotados por relojes atómicos tan exactos que sólo pierden un segundo cada 100 millones de años.

Los radiotelescopios del EHT fueron seleccionados por su tamaño y ubicación. "Será la primera vez que tendremos todos los telescopios trabajando juntos. Tuvimos varias etapas de prueba en años anteriores. Ahora haremos observaciones en la banda de 1.3 milímetros de dos objetos: el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, conocido como SagitarioA*, y el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87".

El Dr. Hughes, quien también es investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), añade: "Hay pocas teorías en Física que cien años después no tienen una comprobación directa. El EHT puede tomar una imagen directa en las frecuencias milimétricas del horizonte de eventos de un agujero negro, y de todo el entorno alrededor de este objeto exótico. Esto es algo importante en la Física, es histórico tener esta oportunidad".

El Dr. Hughes informa que SagitarioA* tiene una masa de aproximadamente cuatro millones de masas solares que está en un volumen que en tamaño es menor que la órbita de  Mercurio. "Tendríamos que imaginar la órbita de Mercurio y pensar que ahí no hay una estrella como nuestro Sol, sino cuatro millones de estrellas. Con esta información podemos estimar su tamaño angular y este es de aproximadamente 50 microsegundos de arco. Sólo hay un objeto más en el Universo que conocemos con la misma dimensión angular: el agujero negro supermasivo de M87, una galaxia elíptica en el centro del cúmulo de Virgo. Este objeto es mucho más grande, tiene una masa de seis mil millones de masas solares y también está a una distancia dos mil veces mayor que el agujero en el centro de nuestra galaxia, así que tienen la misma dimensión angular. SagitarioA* es un objeto tranquilo, durmiendo, y por el contrario el agujero negro en M87 es poderoso, tiene chorros de energía. Con estas observaciones podremos investigar la astrofísica de los agujeros negros supermasivos y la producción de chorros en los objetos luminosos en estos ambientes", subraya.

Interrogado sobre la contribución del GTM en este experimento, el Dr. Hughes apunta: "El GTM es el telescopio de plato único más grande de la red, salvo ALMA, que es un interferómetro. Este año el GTM participa con un telescopio de 32 metros de diámetro, pero el próximo año el GTM estará participando con el telescopio completo de 50 metros de diámetro. Por eso su contribución en la sensibilidad es importante. La otra parte es su ubicación: tenemos telescopios en el Polo Sur, Hawai, Chile, Europa, Estados Unidos, y el GTM es uno de los telescopios en la parte central para conectar  las líneas de base. Además, considerando que estamos a una latitud de 19 grados, tenemos la oportunidad de hacer observaciones de las dos fuentes científicas del EHT: SagitarioA* y el agujero negro en M87".

También destaca que esta es una oportunidad para el GTM de contribuir a uno de los proyectos potencialmente más importantes para la Física. Finalmente, subraya que la participación en el EHT mejorará la visibilidad del GTM frente a las comunidades nacional e internacional mostrándose como un telescopio milimétrico en excelente funcionamiento y contribuyendo con su desempeño y sensibilidad a esta red mundial.

El EHT es liderado por el Dr. Shep Doeleman, de la Universidad de Harvard. En los próximos meses y años continuarán las observaciones del EHT y, una vez que se tengan los datos, se involucrarán otros miembros de la comunidad científica nacional y mundial para analizarlos y obtener resultados.