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El GTM, pieza fundamental en el EHT para la obtención de la primera imagen de un agujero negro

Puebla, Puebla, a 11 de abril de 2019. Por su ubicación geográfica, tamaño, diseño y sensibilidad, el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) fue una pieza fundamental en el Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT por sus siglas en inglés),  proyecto internacional que presentó ayer al mundo la primera imagen de la sombra de un agujero negro.

Ubicado en la cima del Volcán Sierra Negra en Puebla, el GTM es el radiotelescopio de plato único más grande en el planeta. Es operado por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), centro público de investigación del Conacyt, y la Universidad de Massachusetts Amherts de Estados Unidos.

En rueda de prensa, el Dr. David Hughes, Director e Investigador Principal del GTM, aseveró que con la obtención de la primera imagen del agujero negro supermasivo ubicado en el corazón de la galaxia M87, se comprueba la distorsión del espacio-tiempo predicha por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. La imagen es resultado de observaciones realizadas por el EHT en 2017.

En la rueda de prensa también estuvieron presentes el Dr. Francisco Vélez Pliego, Director del Instituto de Ciencias Sociales y Humanidades de la BUAP; el Dr. Leopoldo Altamirano Robles, Director General del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), y el Dip. Mtro. Armando García Avendaño, presidente de la Comisión de Ciencia y Tecnología del Estado de Puebla.

En su intervención, el Dr. David Hughes dijo que en 1915 Albert Einstein publicó la teoría de la relatividad general y que sus ecuaciones proporcionaron una nueva forma geométrica para explicar los efectos de la gravedad.

"Einstein nos enseñó el concepto de que el espacio-tiempo está distorsionado por la presencia de objetos masivos y permitió calcular cómo se mueven los objetos y la luz en el Universo. En 1916, Karl Schwarzchild encontró una solución a las ecuaciones de Einstein que predijeron la existencia de una singularidad".

Una singularidad es un punto infinitamente pequeño que contiene una masa enorme y suficiente para deformar la estructura del espacio-tiempo de manera tan fuerte que crea un volumen de espacio delimitado por un horizonte de eventos. Este horizonte de eventos define una región dentro de la cual nada puede escapar, ni siquiera la luz, al campo gravitacional de una singularidad, por eso estos objetos se llaman agujeros negros.

El Dr. Hughes añadió que físicos y astrónomos han aceptado la existencia de los agujeros negros por más de 60 años, pero que nunca habían visto uno directamente hasta ayer debido al tamaño de los horizontes de eventos. "Los agujeros negros son objetos pequeños. Para dar una idea, si colapsamos la Tierra para formar un agujero negro, su horizonte de eventos tendría un diámetro de dos centímetros, si colapsamos el Sol y formamos un agujero negro, su horizonte de eventos tendría un diámetro de seis kilómetros. M87, con una masa de seis mil millones de veces la masa de nuestro Sol, tiene un agujero negro del tamaño de nuestro sistema solar. Estos objetos son pequeños y por eso necesitamos telescopios enormes para detectarlos. M87 está incluido en el EHT porque es suficientemente masivo y cercano como para permitirnos tomar una foto de su horizonte de eventos".

El EHT nació hace diez años como una colaboración científica que comenzó a construir un telescopio con la intención de tomar estas imágenes usando la Interferometría de Línea de Base muy Larga, técnica que permite conectar múltiples telescopios y sintetizarlos en un telescopio único con el tamaño de nuestro planeta y con una resolución angular suficiente para ver la sombra asociada con el horizonte de eventos de agujeros negros supermasivos. El EHT conecta ocho telescopios haciendo observaciones en la banda milimétrica en Estados Unidos, España, Chile, Antártida y México, para proporcionar una resolución angular increíblemente alta, de unos 25 microsegundos de arco. Esto implica que este telescopio tendría la capacidad de detectar una naranja en la superficie de la Luna.

El Dr. Hughes explicó que para sincronizar la recepción de los datos de todos los radiotelescopios, cada uno de ellos cuenta con un reloj atómico. Los datos se graban y se envían al MIT Haystack Observatory en Estados Unidos y al Max Planck Institute for Radio Astronomy en Alemania donde se procesan de manera independiente.

Subrayó asimismo que el GTM ofrece grandes ventajas al EHT: "Es el telescopio más grande de plato único en esta red, está ubicado en la parte central de la misma y, cuando se combinan estas ventajas con su sensibilidad, puede proporcionar datos maravillosos para mejorar la calidad de la imagen final".

Recordó que en abril de 2017 los radiotelescopios del EHT apuntaron simultáneamente a la dirección del núcleo de M87, una galaxia elíptica y  enorme en el cúmulo de Virgo, ubicada a una distancia de 55 millones de años luz y con un núcleo activo central de donde salen chorros de radiación con una energía inmensa.

"A 104 años de la publicación de la teoría de la relatividad general y la predicción matemática de la existencia de una singularidad que puede distorsionar el tapete del espacio-tiempo, los científicos del EHT lograron comprobar dicha teoría por medio de la captación de la imagen de la sombra de un agujero negro supermasivo en el núcleo de M87".

Puntualizó que esta foto es la confirmación de la ley de la relatividad general bajo las condiciones más extremas en el Universo. "Además, es un logro inmenso para más de 200 científicos del EHT y una recompensa para todo el equipo binacional de México y Estados Unidos del GTM y para los técnicos, ingenieros, científicos y administrativos de este proyecto, que después de muchos esfuerzos alcanzaron la meta para el excelente desempeño y operación del GTM que nos permite participar en esta gran aventura científica".

Por su parte, el Dr. Leopoldo Altamirano Robles, Director General del INAOE, destacó que el GTM fue fundamental en la obtención de esta fotografía: "El GTM entró a la aventura del EHT en 2017, para integrarse a este experimento que ve los efectos de un agujero negro. Pasaron dos años para el procesamiento de los datos, se observó otro objeto, y esos datos se siguen procesando, en los siguientes meses tendríamos esos resultados que serán tan impresionantes como esos. Esto demuestra que el GTM funciona bien, que tenemos los conocimientos para establecer colaboraciones internacionales, que podemos trabajar con equipos grandes y lograr algo a largo plazo. El telescopio comenzó hace 25 años por Alfonso Serrano, quien tuvo la idea genial y a veces controvertida de construir el telescopio. Con esa idea llegamos a este resultado que a él le hubiera gustado ver y demostramos que podemos entrar a proyectos de largo alcance y planeación. El GTM es un telescopio poblano y debemos sentirnos orgullosos de ello".

Finalmente, el Diputado Armando García Avendaño felicitó al INAOE. "Lo que hoy se presenta es resultado de la perserverancia, la paciencia y la resistencia. Si algo hemos observado en los que se dedican a la investigación es esto".