Por José Antonio Alonso García –
“Es para mí un honor comunicarles que a partir de las observaciones realizadas en abril de 2017 por parte del Telescopio del Horizonte de Eventos, y gracias al trabajo conjunto de más de 300 científicos que integran esta colaboración, hemos finalmente obtenido la primera prueba visual directa de la presencia de un agujero negro supermasivo en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea. «
Con tales palabras, la joven doctora Gisela Ortiz-León, del Instituto de Astronomía, anunció y develó la imagen a toda la República Mexicana el día 12 de mayo, desde un presídium encabezado por la directora del Conacyt, María Elena Álvarez Buylla Roces, el director del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA), de la UNAM, el Dr. Luis Alberto Zapata, y el Dr. Laurent Loinard, investigador de dicha unidad, ubicada en el campus Morelia de la UNAM.
A continuación, la joven doctora explicó algunas de las características del hoyo negro. Mostró una imagen que comparaba el tamaño de Sagitario A*: “Su diámetro es tan grande como el que describe el planeta Mercurio alrededor del Sol”.
La imagen, obtenida con el Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT, Event Horizont Telescope), coincide con lo predicho por Albert Einstein en su Teoría de la Relatividad General, publicada en 1915. “De ahí la importancia de esta primera imagen de Sagitario A*”, expresó Ortiz-León en entrevista para el El faro en línea, de la Coordinación de la Investigación Científica de la Universidad Nacional Autónoma de México.
Todas las galaxias tienen un agujero negro
Minutos antes de la develación de la imagen, el doctor Laurent Loinard anticipó algunos datos de Sagitario A*.
Hay un consenso entre la comunidad astronómica internacional de que todas las galaxias, o por lo menos la mayoría de ellas, albergan en su centro un agujero negro supermasivo, expresó el científico del IRyA.
Una de las principales características de Sagitario A* “es que conocemos de manera muy muy precisa a qué distancia se encuentra. Y la conocemos con una precisión de 0.15 por ciento. Está a 26,000 años luz de nuestro planeta. También conocemos su masa con una precisión muy alta, del orden de 0.35 por ciento. La masa de Sagitario A* es de unos cuatro millones de masas solares. Esto es, más o menos, 1000 veces menos que la del agujero negro del centro de la galaxia M87, que pesa 3000 millones de masas solares”, precisa Loinard.
El agujero negro de M87 fue la primera imagen de uno de estos objetos astronómicos que obtuvo el EHT en 2019, logro en el que también participó el doctor Loinard. Puedes volver a leerlo en https://elfaro.cic.unam.mx/la-imagen-cientifica-de-un-agujero-negro/
Esta información tan precisa se debe al trabajo de dos investigadores muy destacados, apunta el radioastrónomo, Andrea Ghez y Reinhard Genzel, quienes midieron las órbitas de las estrellas de los alrededores de Sagitario A* y que en 2020 obtuvieron el premio Nobel de física por ese trabajo.
Otra característica, exclusiva, de Sagitario A* es que está en el centro de nuestra galaxia. No obstante, entre nuestro planeta y él hay una pantalla de medio interestelar ionizado que provoca que la imagen del hoyo negro centellee y vaya cambiando con el tiempo. Debido a estas enormes fluctuaciones de luz, lograr la imagen completa ha llevado varios años de análisis a decenas de científicos.
El doctor Laurent Loinard finalizó su participación aportando los datos más generales del EHT, “un arreglo de ocho telescopios distribuidos en toda la Tierra [Estados Unidos, México, Chile, España y la Antártida] que permite hacer imágenes como la que se obtendría con un telescopio del diámetro de nuestro planeta, es decir, su antena mediría unos 12,700 kilómetros”.
Las ocho antenas se sincronizaron con relojes atómicos para observar el agujero negro en el mismo instante en varias ocasiones en el transcurso de 2017.
Conocimiento y experiencia
En 2014, Ortiz-León era estudiante de doctorado en el IRyA con el doctor Laurent Loinard como tutor. Investigaba regiones del espacio donde se forman estrellas a través de un interferómetro ubicado en Socorro, Nuevo México, denominado VLBI (Very Long Base Interferometer), arreglo compuesto por diez radiotelescopios.
“Al tener algo de experiencia con esta técnica y con el instrumento y ser mi asesor el doctor Loinard, el único en México que usaba ese arreglo para hacer estudios de diversos objetos, fue como lo contactaron y lo invitaron a participar en el Telescopio del Horizonte de Eventos, en la parte técnica. Y como yo era su estudiante de doctorado, pues quedé incluida”.
El doctor Loinard y su alumna participaron también en la toma de la primera imagen de un hoyo negro en 2019, la del ubicado en el centro de la galaxia M87, dada a conocer al mundo en abril de ese año.
Ortiz-León ascendió en varias ocasiones hasta la cumbre del volcán Sierra Negra, en el estado de Puebla, donde se ubica el Gran Telescopio Milimétrico (GTM) Alfonso Serrano, el telescopio de plato único y movible más grande del mundo, uno de los ocho participantes en el arreglo EHT.
“El GTM sí requirió mucho trabajo, sobre todo de carácter técnico, primero para instalar y probar instrumentos y luego para hacer observaciones de prueba y verificación de que todo el equipo funcionaba a la perfección y estaba bien sincronizado con los demás componentes del arreglo. Ahí estuve cuatro o cinco noches de operación durante unas ocho horas”.
Hechas las observaciones, los resultados pasaron a diferentes grupos de trabajo que, con diversas técnicas van logrando que los millones de datos tomados den como resultado final la imagen del hoyo negro.
“Son procesos en los que intervino mucha gente y muchos equipos. Yo estuve involucrada en 2014 y 2015, cuando se estaba ensamblando el EHT, así como también en 2017. Mi tarea en el GTM ha sido participar en todo el trabajo de preparación de los instrumentos, después en hacer las observaciones a través de interferometría y, finalmente, preparar una publicación, a fin de que quede por escrito todo el proceso de cada observación”, apunta Ortiz-León.
En estas primeras observaciones con el GTM funcionando en modo interferométrico, prosigue la científica, observamos a Sagitario A* en una longitud de onda de 3 mm, en la que dominan los efectos dispersivos del medio interestelar, por lo que no se alcanza a ver la estructura intrínseca, de ahí la necesidad de ir a 1 mm. Sin embargo, estas observaciones previas fueron muy útiles porque demostraron que la posición geográfica del GTM es clave para entender las características de la emisión de Sagitario A*.
“Durante las operaciones me emocionaba mucho cuando tomaba datos, durante unos pocos minutos, los guardaba y después los enviaba por internet a Estados Unidos. Allá congregan las señales de los ocho telescopios y hacen una primera combinación con los datos colectados a fin de encontrar el patrón que comprueba que todos estamos tomando la señal del mismo objeto. Es una prueba de que todos estamos funcionando correctamente y eso también es muy emocionante”.
Astrometría a través de interferometría
La tarea diaria de Ortiz-León es la astrometría, la ciencia que se dedica a la medición de las propiedades de los objetos celestes, como masa, posición, luminosidad y velocidad.
“Con estos parámetros se puede localizar muy bien un objeto. En particular, busco objetos que están en regiones donde se forman estrellas y obtengo los datos de los que no se pueden medir o encontrar con otras técnicas e instrumentos; por ejemplo, objetos de masa muy baja que ya están en el rango de planetas”.
El instrumento que usa para hacer sus observaciones y mediciones es un interferómetro de diez antenas ubicado en Estados Unidos.
Actualmente, Ortiz-León es becaria posdoctoral en el Instituto de Astronomía con el objetivo de seguir avanzando en el proyecto que empezó con el doctorado en el IRyA.
De la secundaria al posdoc
“A mí siempre me gustaron las matemáticas y todo lo relacionado con las ciencias. Biología en la secundaria y física y química en la prepa. Sobre todo en física, tuve muy buenos maestros. En la Facultad de Ciencias pasé momentos de mucha duda. Llegué a pensar que no era capaz, porque había algunas materias muy teóricas y no lograba entender bien y me costaba mucho aterrizar. No encontraba respuesta a mi pregunta: ¿Esto cómo lo puedo aplicar, en qué momento voy a resolver un problema con esto? Pero la constancia siempre te saca adelante en los momentos difíciles, sobre todo cuando dudas de ti mismo. Al final, si trabajas duro, yo creo que puedes llegar a donde quieres”, concluye la joven astrónoma Gisela Ortiz-León.
