Científicos de Granada ayudan a confirmar la existencia de un agujero negro por su sombra

Granada/Nuevas imágenes telescópicas captadas en el marco de un proyecto internacional confirman la existencia del agujero negro supermasivo M87×, ubicado en el centro de la galaxia Messier 87, y que fue correctamente descrito en 2017 con la teoría de la relatividad que ha demostrado su sombra, un anillo brillante. Este proyecto internacional cuenta con una fuerte participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ubicado en Granada.

La red global de telescopios EHT, que funcionan como un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, captó en 2017 la primera imagen de un agujero negro supermasivo M87×, situado en el centro de la galaxia Messier 87 a 55 millones de años luz de distancia. La combinación de observaciones de los radiotelescopios permitió obtener la imagen de un brillante anillo circular, más luminoso en su parte sur y que era su sombra, y los análisis posteriores sirvieron para determinar la geometría del campo magnético y la naturaleza del plasma que rodea al agujero negro.

El proyecto internacional en el que participa el IAA-CSIC ha presentado una nueva imagen de M87×, y un nuevo análisis con imágenes que por primera vez incluyen la participación del Telescopio de Groenlandia.

El análisis, que publica la revista Astronomy & Astrophysics, revela un brillante anillo de dimensiones idénticas a las observadas en 2017 alrededor de una región central oscura, que se corresponde a la sombra proyectada por el agujero negro, lo que concuerda con las predicciones de la teoría de la relatividad general.

"Un requisito fundamental de la ciencia es poder reproducir resultados", ha señalado en un comunicado el investigador asociado en el Instituto Academia Sinica de Astronomía y Astrofísica de Taiwán, Keiichi Asada, quien ha recalcado que la confirmación del anillo en un conjunto completamente nuevo de datos es un hito "enorme".

El vicepresidente del Consejo Científico del EHT y líder del grupo EHT en el IAA-CSIC, José Luis Gómez, ha explicado que la imagen directa de M87× captada en 2017 marcó una nueva etapa en el estudio de los agujeros negros y permitió realizar pruebas cada vez más precisas de la teoría de la relatividad general.

"Las observaciones continuadas de M87× nos ayudarán a establecer restricciones independientes sobre la estructura del plasma y el campo magnético alrededor del agujero negro", ha añadido Gómez, quien ha apuntado que esto permitirá distinguir la compleja astrofísica de los efectos de la relatividad general.

La teoría de la relatividad

Uno de los resultados más destacables de la nueva imagen de M87× es la estabilidad del diámetro de su anillo con respecto a los datos de 2017, lo que respalda de manera sólida la conclusión de que el agujero negro está bien descrito por la teoría de la relatividad.

Aunque el tamaño de la sombra del agujero negro se ha mantenido constante entre 2017 y 2018, la posición de la región más brillante del anillo sí ha experimentado un cambio significativo en los nuevos datos de 2018, desplazándose unos 30 grados en sentido antihorario.

"Este notable cambio en la estructura de M87× es algo que ya anticipamos en los primeros resultados publicados en abril de 2019", ha aclarado el investigador postdoctoral en el Instituto Academia Sinica de Astronomía y Astrofísica de Taiwán, Britt Jeter.

El análisis de los datos de 2018 incorpora ocho técnicas independientes de imagen y modelado, lo que refuerza de manera significativa la fiabilidad de los resultados, con cuatro de las cinco técnicas de imagen distintas aportadas por el IAA-CSIC.

Además de en 2017 y 2018, el EHT ha realizado observaciones de M87× en 2021 y 2022, y tiene programado observar en la primera mitad de 2024 para aprovechar la incorporación de nuevos telescopios, las mejoras en el hardware o las frecuencias adicionales de observación.