Els forats negres ni són forats ni són negres

Primer hem de fer un aclariment important: Què és la llum? Entenem per llum la radiació electromagnètica que poden captar els nostres ulls, però la llum té un rang molt més extens. La tecnologia actual ens ha permès entendre altres llums, altres rangs electromagnètics com els raigs x, els raigs gamma, les microones, les ones de ràdio, l’infraroig o l’ultraviolat entre d’altres.

La dificultat de captar qualsevol d’aquests provinents d’un forat negre ve per la seva enorme gravetat. Aquests cossos són tan densos i gravitatòriament tan potents que atrapen tots aquests tipus de llum i engoleixen tot el que se’ls posa per davant. Tot i així en el rang del visual, els forats negres ja s’havien intuït indirectament, ja que quan passen per davant d’altres cossos celestes com estels o galàxies distorsionen les seves imatges com si passéssim un got d’aigua per davant els nostres ulls. Aquest efecte és el que anomenem “lent gravitacional”, també conegut com a “anell d’Einstein”. D’aquests ja se n’havien documentat i fotografiat uns quants però els forats negres en si quedaven amagats, aparentment transparents.

Efecte de lent gravitacional
Efecte de lent gravitacional (font: Hubble Space Telescope)

Ara bé, no tota la llum que orbita un forat negre cau dins. Part queda accelerada al seu voltant i fins i tot escapa a gran velocitat. És aquesta on, per exemple, els radiotelescopis poden captar informació i transferir-la al visual per gaudir-la amb els nostres preuats ulls.

Les ones de ràdio tenen longituds d’ona molt llargues comparades amb la llum visual. Per captar-les es necessiten telescopis (antenes parabòliques) molt grans. La Xina posseeix actualment el més gran (FAST) però potser el més famós i que va ser el més gran durant vàries dècades va ser el radiotelescopi d’Arecibo a Puerto Rico i que podreu recordar per la pel·lícula de James Bond “GoldenEye” del 1995. Tot i això, per raons d’orientació i perspectiva, el forat negre escollit és molt, molt, mooolt llunyà i això implica un segon repte i segurament el més important: com fer zoom a un objecte tan llunyà?

Radiotelescopi d’Arecibo (font: Wikipedia)

La resolució angular del telescopi emprat per obtenir la fotografia del forat és una fita a la història de l’astronomia ja que aconsegueix resolucions de 40 microsegons d’arc. Perquè ens entenguem: els astrònoms divideixen la volta celeste en graus, si escanegem el nostre voltant en una volta sencera podem dividir el cercle en 360 graus. Cada grau el podem dividir en 60 minuts, cada minut el podem dividir en 60 segons i si cada un d’aquests segons d’arc el dividim entre 1 milió!!!….obtenim UN MICROSEGON D’ARC!

Doncs bé, la fotografia del forat negre ha estat possible gràcies a obtenir resolucions de 40 microsegons d’arc!! Si penseu que la Lluna vista des de la Terra equival a mig grau, 40 microsegons d’arc equival a veure una pilota de tennis a la Lluna des de la Terra! Per obtenir un zoom així de potent es necessita una antena parabòlica de la mida del planeta Terra! Impossible, així doncs, com s’ho han fet?

Utilitzant vuit antenes repartides pels dos hemisferis s’han ajustat i sincronitzat per observar alhora com si fos només una. Aquesta tècnica s’anomena interferometria. Aquest fet implica un últim repte no menys important: Com sincronitzar i processar tota aquesta informació obtinguda d’aquests radiotelescopis?

Aquí una dona ha estat l’absoluta protagonista, Katie Bouman. La Dra. Bouman de 29 anys ha creat específicament un algoritme únic que ha fet possible la foto final.

La Dra. Katie Bouman (font: MIT / Katie Bouman / Facebook)

La porta s’ha obert, finalment s´ha obtingut una fotografia del disc de llum que envolta i que escapa del forat negre invisible. Informació vital que permet mesurar el forat i corroborar les teories d’Einstein.

En breu aquesta imatge es millorarà ja que actualment ja s’està treballant amb resolucions de 20 microsegons d’arc. També altres telescopis amb tècniques diferents i en altres rangs de llum estudien actualment cossos com els forats negres. El satèl·lit Gaia, el telescopi Sofia, i multitud d’altres dels quals en parlarem ben aviat. La ciència i en concret l’astronomia està avançant a gran velocitat els últims anys i ens complau gratament ser-ne testimonis. Visca!

Per cert…

Anell de matèria que envolta el forat negre que hi ha al centre de la nostra galàxia (font: NASA SOFIA mission)

Impressionant també aquesta foto feta pel telescopi Sofia (instal·lat a un avió Boeing 747) de la pols que rodeja el forat negre al centre de la nostra galàxia, la Via Làctia, en el rang infraroig.

https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-asi-anillo-rodea-agujero-negro-galaxia-20140319105011.html