Agujeros negros

Imagen del agujero negro captada por el telescopio Horizonte de Sucesos (EHT)

Sánchez Ron se hace eco del reciente hito del Telescopio Horizontes de Sucesos, que presentó una imagen de un agujero negro. Para el académico aún fue más importante el anuncio en 2016 de la detección de radiación gravitacional realizada por LIGO, también enunciada por Einstein.

Escribo este artículo unos días después de que se hiciera pública la fotografía de un agujero negro situado en el centro de la galaxia Messier 87, de la que nos separan 55 millones de años luz. Se trata de un agujero negro cuya masa es 6.500 millones la de nuestro Sol, una cifra que desafía la imaginación. En realidad, no se trata de lo que entendemos normalmente por una fotografía, sino de una muy elaborada composición a partir de datos obtenidos por siete radio-observatorios, proceso en el que han intervenido algo más de 60 instituciones y 20 países. Para hacerse idea de lo difícil que ha sido construir esa imagen, basta decir que las observaciones se realizaron en 2017 dedicándose los científicos implicados a partir de entonces a la tarea de tratar los datos obtenidos, a “componer” la fotografía. Desde días anteriores a su publicación, la comunidad astrofísica internacional estaba pendiente del anuncio, sobre el que sus responsables habían establecido un pacto de silencio y secretismo, táctica que alimentó la expectación. Corrían además rumores, que trascendieron a la prensa, de que se iba a presentar también una fotografía del agujero negro situado en el centro de nuestra galaxia, en la región denominada Sagitario A*.

Con una masa de algo más de 4 millones de veces la del Sol, la distancia que separa a este agujero negro de nuestro Sistema Solar es de 26.000 años luz; se halla, por consiguiente, mucho más cerca que el de M87, de manera que parecería que podría ser más fácil visualizarlo, pero un grave problema es que ambos, Sagitario A* y el Sistema Solar, se encuentran en el plano de la Vía Láctea, lo que significa que existen muchos obstáculos para observarlo, tarea en la que, de todas maneras, ya están empeñados los equipos que han obtenido la fotografía del agujero negro de M87. Pero estoy seguro de que todos los interesados en el reciente anuncio ya conocerán los detalles, pues la cobertura mediática ha sido inmensa. Los ingredientes, por supuesto, eran irresistibles: “agujero negro” + “fotografía”.

Se ha llegado a decir -por parte del comisario europeo de Investigación, Ciencia e Innovación, el portugués Carlos Moedas- que “la historia de la ciencia quedará dividida entre el tiempo de antes y el de después de la imagen”. Yo ya me sorprendo de pocas cosas, pero muchas me irritan, y la declaración de este comisario europeo no sólo lo hace por su ignorancia sino que me preocupa puesto que, ¿a qué proyectos científicos dará preferencia este ingeniero civil y economista convertido en político? No puede existir duda de que la fotografía del agujero negro de M87 constituye un logro científicotecnológico extraordinario, del que se pueden extraer importantes enseñanzas (por ejemplo, que se trata de un agujero negro en rotación), pero de ahí a decir que representa “un antes y un después en la historia de la ciencia” hay un mundo. Aunque se trate de evidencias indirectas, hace mucho que existen pruebas de la existencia de agujeros negros; la primera se anunció en 1971, cuando en un estudio de 339 fuentes cósmicas de rayos X, una de ellas, Cygnus X-1, resultó proceder de un sistema binario, formado por una estrella supergigante azul visible y por una compañera invisible cuya masa se estimó -analizando el movimiento de su pareja- en 7 masas solares, una magnitud demasiado grande para que fuese una enana blanca o una estrella de neutrones, por lo que se consideró un agujero negro.

Siendo importante la obtención de la fotografía del agujero negro no tiene punto de comparación con la detección de radiación gravitacional realizada por LIGO

Importante como es la obtención de esta fotografía, desde el punto de vista de abrir nuevas puertas a la ciencia, no tiene punto de comparación con el inicio de la astrofísica de radiación gravitacional, cuya fecha oficial de partida data del anuncio realizado el 11 de febrero de 2016, sobre la detección de radiación gravitacional realizada en los Observatorios de Interferometría Láser para Ondas Gravitacionales (LIGO). Al igual que los agujeros negros, la existencia de radiación gravitacional es otra predicción de la Teoría de la Relatividad General, que Einstein culminó en 1915. De hecho, la radiación gravitacional detectada entonces corresponde al choque de dos agujeros negros; constituyó, por tanto, otra prueba de la existencia de estos misteriosos y atractivos objetos, una prueba que si se quiere se puede denominar “indirecta”, pero la física, en realidad, está plagada de “pruebas indirectas”.

Aunque ha pasado casi sin pena ni gloria para los medios, merece la pena que señale un resultado que también se ha hecho público recientemente en la revista Science del 5 de abril: la detección -utilizando, por cierto, el Gran Telescopio de la isla de La Palma, provisto de un espejo (múltiple) de 10 metros de diámetro- de un planetesimal (objetos sólidos de pequeño tamaño; en este caso se estima que mide entre 4 y 600 kilómetros) que orbita cerca de la enana blanca SDSS J1228+1040. Lo sorprendente de este hallazgo es que las enanas blancas -cuerpos estelares, digamos, muertos, compuestos básicamente de carbono y oxígeno- proceden de estrellas que han agotado su reserva de hidrógeno, el “combustible” que necesitan para mantener su estructura, esto es, para no colapsar. Cuando ya no disponen de hidrógeno, comienzan a contraerse expulsando sus capas externas de gases, produciendo lo que se denomina una “nebulosa planetaria”, en cuyo centro se sitúa la enana blanca. Se pensaba que semejante proceso “explosivo” hace imposible que se mantengan en el sistema solar preexistente estructuras sólidas (como los planetas) que no se encuentren muy alejadas. Y aquí surge el interés del hallazgo, porque ¿cómo es que ha sobrevivido el planetesimal ahora observado? Es posible que se trate del núcleo de hierro de un cuerpo más grande que se vio despojado de sus capas exteriores, bien por el “viento” producido en la emisión de gases o por las fuerzas de marea generadas por la enana blanca. Se plantea un problema cuya solución exigirá complicados cálculos de mecánica celeste. Y esto sí que es tema novedoso.

Tal vez interese saber que nuestro Sol seguirá, dentro de unos 5.000 millones de años, un proceso parecido al que acabo de describir: primero se convertirá en una gigante roja, dando luego origen a una nebulosa planetaria y a una enana blanca con una masa la mitad de la masa del Sol. ¿Estará la Tierra lo suficientemente lejos para sobrevivir? ¿Cómo será la configuración del nuevo Sistema Solar que surgirá de ese proceso?