Confirmada la imagen del primer agujero negro: «Fue tan difícil como fotografiar un dónut en la Luna»

El 10 de abril de 2019 es una fecha histórica para los astrónomos de todo el mundo: ese día se reveló la primera imagen de M87*, un agujero negro supermasivo, esos 'monstruos' que habitan el centro de casi todas las galaxias y de cuya atracción no escapa ni la luz (de ahí su 'oscuro' nombre). En concreto de tomó una 'instántanea' (aunque no fue una fotografía al uso, sino una imagen compuesta por muchísimos datos para reconstruir algo parecido) del centro de Messier 87*, una galaxia a muy grande y luminosa que no obstante se encuentra a 53 millones de años luz de nosotros. Una proeza comparable «salir al jardín de tu casa e intentar hacer una fotografía de un dónut en la Luna», explica el astrónomo Samuel Lai, de la agencia científica australiana CSIRO, que acaba de liderar un trabajo independiente que valida que aquella imagen, presentada al mundo en abril de 2019, era realmente un agujero negro supermasivo. «Nuestro equipo australiano ha desarrollado técnicas avanzadas de aprendizaje automático e inteligencia artificial para captar información sobre la estructura del agujero negro y filtrar las interferencias atmosféricas», explica Lai. «Cuando aplicamos el método al conjunto de datos original del Event Horizon Telescope (EHT por sus siglas, el consorcio internacional que propició la instantánea y en la que también trabajaron científicos españoles), encontramos un agujero negro prácticamente idéntico en tamaño y forma al de la histórica imagen del EHT. Y lo que es importante: nuestro modelo no tenía ninguna idea preconcebida de cómo debía ser un agujero negro cuando lo aplicamos a los datos de M87«.Un pequeño equipo australianoEl pequeño equipo, formado por cuatro investigadores australianos, desarrolló una nueva técnica de reconstrucción de imágenes que combina inteligencia artificial y aprendizaje automático. Los resultados, publicados en la revista ' Nature ', permiten confirmar que el característico anillo luminoso que rodea su sombra no es un artefacto generado durante el procesamiento de los datos, sino una estructura astrofísica real.La cuestión no era menor. La imagen original fue obtenida por EHT conectó radiotelescopios repartidos por todo el planeta para conseguir una suerte de 'telescopio virtual' del tamaño de la Tierra. Esta técnica, conocida como interferometría de muy larga base, permite alcanzar una resolución extraordinaria, pero también plantea dificultades a la hora de reconstruir una imagen a partir de mediciones incompletas y dispersas. Los errores de calibración y las decisiones que se toman durante el procesamiento podían introducir sesgos y alimentar dudas sobre hasta qué punto la imagen final dependía de los métodos empleados para obtenerla.Para evitarlo, el equipo australiano ha diseñado unos algoritmos matemáticos que reducen esas interferencias. Una de las claves consiste en combinar grupos de tres mediciones de telescopios, en lugar de las parejas utilizadas habitualmente, para eliminar errores de calibración.Cómo se fotografía un agujero negroLa fotografía de M87* abrió una nueva era en la astronomía. Hasta entonces, los agujeros negros se habían estudiado a través de sus efectos sobre el entorno, pero nunca se había conseguido una imagen directa de su sombra. Aunque es necesario precisar que, en realidad, no se fotografía el agujero negro en sí –del que ni siquiera la luz puede escapar–, sino la región oscura que proyecta sobre el gas brillante que lo rodea.Tres años después, en mayo de 2022, el EHT presentó otra imagen histórica: la de Sagitario A* , el agujero negro supermasivo que habita en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Se encuentra a unos 27.000 años luz y tiene una masa equivalente a unos cuatro millones de soles, si bien aunque está mucho más cerca, 'fotografiarlo' resultó especialmente complicado. El gas que gira a su alrededor cambia de aspecto muy deprisa: completa una órbita en cuestión de minutos, frente a los días o semanas que necesita el material que rodea al agujero negro de Messier 87. Los científicos tuvieron que desarrollar herramientas específicas y combinar observaciones para conseguir una imagen representativa.Antes Después A la izquierda, la imagen polarizada (la 'firma' de los campos magnéticos) del agujero negro M87*; a la derecha, la del agujero negro del centro de nuestra galaxia EHTAmbas fotografías muestran un anillo brillante alrededor de una zona central oscura. Y, pese a que M87* es más de mil veces mayor que Sagitario A*, sus imágenes presentan un tamaño aparente similar en el cielo.La nueva técnica australiana no solo podría servir para seguir afinando las observaciones de estos objetos extremos. Sus responsables apuntan que los algoritmos desarrollados también podrían tener aplicaciones en campos muy distintos, como el diagnóstico por imagen en medicina o la elaboración de mapas de terremotos. Así, una solución nacida para mirar a los confines del universo que podría acabar ayudando a resolver problemas mucho más cercanos.