Un equip internacional d’astronomia, del qual forma part personal investigador de la Universitat de València, ha desvetllat la primera imatge del forat negre supermassiu situat al centre de la nostra galàxia, la Via Làctia. Aquest resultat proporciona evidències contundents que l’objecte és, de fet, un forat negre, i aporta valuoses pistes sobre el funcionament d’aquests gegants que, segons es creu, resideixen en el centre de la majoria de les galàxies.
La imatge ha estat produïda per un equip d’investigació global anomenat ‘Col·laboració del Telescopi d’Horitzó de Successos’ (Event Horizon Telescope Collaboration, EHT), utilitzant observacions amb una xarxa mundial de radiotelescopis.
La comunitat científica ja havia estudiat estreles orbitant al voltant d’una cosa invisible, compacta i molt massiva al centre de la nostra galàxia, la Via Làctia. Aquestes òrbites permetien postular que aquest objecte –conegut com a Sagitari A* (o simplement Sgr A*)– és un forat negre. La imatge publicada hui proporciona la primera evidència visual directa d’això.
Aquest és el segon forat negre del qual es té una imatge directa. El primer que es va fotografiar, i la imatge del qual va ser publicada en l’abril de 2019, és el que habita el centre de la galàxia M87, a poc més de 50 milions d’anys-llum. En aquesta ocasió, la imatge que publica l’EHT és la del cor de la nostra pròpia galàxia, un forat negre amb una massa de 4 milions de sols situat a només uns 27.000 anys-llum de la Terra.
“Un trosset d’aquesta imatge porta segell valencià”, afirma Ivan Martí Vidal, investigador GenT de la Generalitat Valenciana a la Universitat de València i autor dels algorismes de calibració que van permetre la participació del telescopi mil·limètric ALMA (el més sensible del món) en aquestes observacions. A més, l’equip valencià ha contribuït a l’anàlisi de la reconstrucció de la imatge amb un dels diversos algorismes desenvolupats en l’EHT.
“La grandària aparent de l’anell d’aquest forat negre és similar a la d’una pilota de tennis en la Lluna”, afirma Alejandro Mus, estudiant GenT a la Universitat de València i un dels investigadors que va fer possible la correcció dels efectes del plasma interestel·lar en la imatge del forat negre. Per a obtindre la imatge d’un objecte tan minúscul en el cel, l’equip de l’EHT va crear una xarxa de huit radiotelescopis, combinats per a formar un únic telescopi virtual de la grandària de la Terra [1]. L’EHT va observar Sgr A* durant diverses nits, recopilant dades durant moltes hores seguides, de manera similar a com una càmera fotogràfica tradicional faria una imatge amb un temps d’exposició molt llarg.
“Una cosa remarcable en aquests resultats és la gran coincidència entre la grandària de l’anell de llum i les prediccions de la teoria de la Relativitat General d’Einstein”, declara el científic del projecte Geoffrey Bower, de l’Institut d’Astronomia i Astrofísica de l’Acadèmia Sinica de Taipei. “Aquestes observacions sense precedents representen un gran pas avant en el nostre coneixement del que succeeix al centre mateix de la nostra galàxia, i ofereixen nova informació sobre com aquests forats negres gegants interactuen amb el seu entorn”. Els resultats de l’equip de l’EHT es publiquen hui en un número especial de la revista ‘The Astrophysical Journal Letters’. [enllaç]
Aquest assoliment va ser considerablement més difícil que el de M87* (el forat negre del què l’EHT publicà la imatge en 2019), malgrat que Sgr A* està molt més prop de nosaltres. “Encara que el nostre centre galàctic està molt més a prop que M87*, també té una massa molt menor, la qual cosa fa al seu horitzó de successos molt més xicotet que el de M87* (tan sols uns pocs minuts-llum)”, afig Iván Martí-Vidal. “En ser un forat negre tan xicotet, la seua lluentor i la seua forma poden canviar de manera molt ràpida, i això representa seriosos problemes a l’hora de generar la seua imatge amb els nostres radiotelescopis”.
L’equip d’investigació de l’EHT va haver de desenvolupar noves i sofisticades eines que tingueren en compte el moviment del gas al voltant de Sgr A*. “Bàsicament, vam haver de reinventar les tècniques d’interferometria astronòmica, en les quals es basen els telescopis com l’EHT”, afirma Alejandro Mus, el projecte de tesi del qual GenT versa precisament sobre el desenvolupament de nous algorismes que permetran, en un futur pròxim, obtindre imatges de major qualitat a partir d’aquesta mena d’observacions.
Respecte a la reconstrucció de la imatge a partir de les observacions interferomètriques de l’EHT, el telescopi IRAM-30m de Sierra Nevada (a Espanya) va jugar un important paper. “El radiotelescopi IRAM-30m va ser l’únic de tota Europa que va poder participar en aquestes observacions. Aquest telescopi ha aportat valuosa informació per a la reconstrucció de la imatge de SgrA*”, afirma Rebecca Azulay, que va participar en les observacions des del telescopi IRAM-30m.
Aquest treball ha sigut possible gràcies al talent i l’esforç d’un equip d’investigació de més de 300 persones, en més de 80 institucions de tot el món. L’equip de l’EHT està especialment satisfet per tindre per fi imatges de dos forats negres de grandàries molt diferents, la qual cosa ofereix l’oportunitat d’entendre com es comparen i contrasten. També han començat a utilitzar les noves dades per a provar teories i models sobre el comportament del gas al voltant dels forats negres supermassius. Aquest procés encara no es comprén del tot, però es creu que exerceix un paper clau en la formació i evolució de les galàxies.
“A poc a poc, anirem obtenint més i millors imatges (i fins a pel·lícules) dels forats negres supermassius més pròxims a la Terra”, conclou Martí-Vidal, “la qual cosa farà possible estudiar, de manera directa, com es comporta la naturalesa en aquestes extremes regions, tan pròximes a la frontera de l’espai i el temps”.
Altres valencians que formen part de la Col·laboració EHT, a més d’Iván Martí-Vidal i Alejandro Mus, són Juan Carlos Algaba (Universitat de Malaia), Rebecca Azulay i Eduardo Ros (tots dos a la Universitat de València i a l’Institut Max-Planck de Radioastronomia, Alemanya, quan es van realitzar les observacions).
Més informació de noticies al nostre Periòdic Valencià
