Nueva era en la astronomía: realizan las observaciones con mayor resolución jamás hechas desde la Tierra

Para mejorar la resolución de sus imágenes, los astrónomos suelen construir telescopios cada vez mayores, haciendo más grande su área de captación de luz, o recurren al 'truco' de incrementar la separación entre distintos observatorios que funcionan todos a una como parte de un interferómetro, que en la práctica equivale a tener un telescopio 'virtual' que mide lo mismo que la distancia que separa los distintos observatorios entre sí. Por eso, en la actualidad el observatorio con mayor resolución que existe es el EHT ( Event Horizon Telescope , o Telescopio del Horizonte de sucesos), un conjunto de ocho telescopios instalados en distintos puntos del planeta (uno de ellos en España) y que funcionan como uno solo. Uno cuya 'lente' tiene el tamaño de la Tierra. No en vano, fue la colaboración EHT la que, en 2019, publicó por primera vez imágenes de un agujero negro supermasivo (M87*, una 'bestia' de 6.500 millones de masas solares en el centro de la galaxia M87, a 53 millones de años luz de la Tierra). Y también la que, tres años después, en 2022, dio a conocer las primeras imágenes de Sagitario A* , el gran agujero negro (de cuatro millones de masas solares) que se encuentra en el corazón de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Pero si ya tenemos un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, ¿cómo aumentar aún más la resolución de sus imágenes? Una solución, evidentemente, sería seguir fabricando telescopios aún mayores que los actuales (algo que se está haciendo), o construirlos en la Luna, o en Marte, y añadirlos después a la red del EHT para conseguir instrumentos virtuales de tamaño interplanetario, pero parece que aún falta bastante tiempo para que seamos capaces de semejante hazaña tecnológica. Afortunadamente, existe otro modo de aumentar la resolución de un telescopio: observar la luz en longitudes de onda cada vez más cortas, lo que implica ser capaces de hacer fotos con mucho más detalle. Y eso es, precisamente, lo que ha hecho la colaboración EHT, que acaba de conseguir la resolución más alta jamás obtenida por un telescopio desde la superficie de la Tierra. En un artículo recién publicado en ' The Astronomical Journal ', investigadores del Observatorio Europeo del Sur (ESO) y el Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian explican cómo lograron la hazaña de detectar la luz de galaxias distantes a una frecuencia de alrededor de 345 GHz, lo que equivale a una longitud de onda de apenas 0,87 mm. «Con el EHT -explica el astrofísico Alexander Raymond , colíder del estudio- vimos las primeras imágenes de agujeros negros utilizando observaciones de longitud de onda de 1,3 mm, pero el brillante anillo, formado por la flexión de la luz provocada por la gravedad del agujero negro todavía se veía borroso, a pesar de que estábamos en el límite absoluto de lo nítidas podíamos hacer las imágenes. Ahora, a 0,87 mm, nuestras imágenes serán mucho más nítidas y detalladas, lo que a su vez probablemente revelará nuevas propiedades, tanto las que se predijeron anteriormente como, tal vez, algunas que aún no hayan sido predichas». Según los investigadores, en el futuro se podrán obtener imágenes hasta un 50% más definidas que las actuales, lo que revelará nuevos detalles de los agujeros negros conocidos y permitirá, también, obtener imágenes de otros que aún no conocemos. Para demostrar que realmente podía hacer detecciones a 0,87 mm, la Colaboración EHT llevó a cabo una serie de observaciones de prueba de brillantes galaxias distantes en esta longitud de onda. Y en lugar de utilizar el conjunto completo del EHT, solo emplearon dos subconjuntos más pequeños, los cuales incluían al telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y al Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), instalados en el desierto de Atacama, en Chile. Otras instalaciones utilizadas incluyen el telescopio IRAM de 30 metros, en España, y el NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA), en Francia, así como el Telescopio de Groenlandia y el Submillimeter Array, en Hawái. Se trata, no lo olvidemos, de un experimento piloto, pero aún así los científicos del EHT lograron hacer observaciones detalladas de hasta 19 microsegundos de arco, que es la mayor resolución jamás lograda desde la superficie de la Tierra. Sin embargo, aún no ha sido posible obtener imágenes: si bien realizaron detecciones sólidas de luz de varias galaxias distantes, no se utilizaron suficientes antenas como para poder reconstruir con precisión una imagen a partir de los datos. A pesar de sus limitaciones, la prueba ha abierto una nueva ventana para el estudio de los agujeros negros. Y cuando se utilice el conjunto completo de telescopios de la colaboración, el EHT será capaz de ver con claridad detalles de hasta 13 microsegundos de arco, lo que equivale a ser capaces de distinguir en la Luna el tapón de una botella desde la Tierra. Y cuando EHT vuelva a apuntar a M87* y a Sagitario A*, obtendrá imágenes con cerca de un 50% más de resolución que las actuales. Para Sheperd 'Shep' Doeleman, codirector del estudio, «observar los cambios en el gas circundante en diferentes longitudes de onda nos ayudará a resolver el misterio de cómo los agujeros negros atraen y acretan materia, y cómo pueden lanzar poderosos chorros que fluyen a distancias galácticas». El logro también será un importante paso hacia la creación de películas de alta resolución de lo que sucede en el entorno del horizonte de sucesos que rodean a los agujeros negros, el límite que una vez cruzado no permite que nada, ni siquiera la luz, pueda volver a salir. Además, el EHT pronto agregará nuevos telescopios a su red, y mejorará todas las instalaciones ya existentes, de modo que la matriz global aumente en un factor 10 la cantidad de datos nítidos y claros que el EHT necesita para construir sus imágenes y, muy pronto, vídeos de estos oscuros y monstruosos objetos espaciales.