Un método para tomar imágenes de agujeros negros
7/6/2016 de MIT
Ilustración de artista de un agujero negro llamado Cygnus X-1. Se formó cuando una gran estrella se derrumbó. Este agujero negro toma material de la estrella azul que tiene junto a él. Crédito: M.Weiss/NASA/CXC.
Un equipo de investigadores ha desarrollado un algoritmo nuevo que podría ayudar a los astrónomos a producir la primera imagen de un agujero negro. El algoritmo uniría los datos captados por radiotelescopios repartidos por todo el globo, bajo los auspicios de una colaboración internacional llamada Telescopio del Horizonte de Sucesos. El proyecto pretende, esencialmente, convertir el planeta entero en una gran antena de radiotelescopio.
«Las longitudes de onda en radio tienen muchas ventajas», comenta Katie Bouman, que ha dirigido el desarrollo del algoritmo nuevo. «Así como las ondas de radio atraviesan las paredes, también atraviesan el polvo galáctico. Nunca podríamos haber visto el centro de nuestra galaxia en longitudes de onda del visible, hay demasiado material en medio».
Pero debido a sus largas longitudes de onda, las ondas de radio también necesitan grandes antenas. El mayor radiotelescopio de una sola antena del mundo tiene un diámetro de 300 metros, pero una imagen de la Luna producida por él sería más borrosa que la imagen que vemos a través de un telescopio óptico pequeño. «Un agujero negro está muy muy lejos y es muy compacto», afirma Bouman. «[Tomar una imagen del agujero negro que está en el centro de la Vía Láctea es] equivalente a tomar una imagen de un pomelo en la Luna, pero con un radiotelescopio. Tomar una imagen de algo tan pequeño significa que necesitaríamos un telescopio de 10 000 kilómetros de diámetro, lo que no es práctico, porque el diámetro de la Tierra no es ni de 13 000 kilómetros».
La solución adoptada por el proyecto del Telescopio del Horizonte de Sucesos es coordinar las medidas realizadas por radiotelescopios situados en lugares muy alejados entre sí. Actualmente seis observatorios se han unido al proyecto y probablemente les seguirán más. Pero incluso el doble de los telescopios disponibles dejarían grandes huecos en los datos cuando se acerquen a funcionar como una antena de 10 000 kilómetros. Rellenar esos huecos es el objetivo de algoritmos como el de Bouman.
Normalmente, una señal astronómica alcanzará dos telescopios cualesquiera en instantes ligeramente diferentes. Tener en cuenta esa diferencia es esencial para extraer información visual de la señal, pero la atmósfera de la Tierra puede también frenar las ondas de radio, exagerando las diferencias en el instante de llegada, arruinando el cálculo del que depende la imagen interferométrica. Bouman adoptó una solución algebraica ingeniosa para este problema: si se multiplican las medidas de tres telescopios, los retrasos extra causados por el ruido atmosférico se compensan entre sí. Esto significa que cada medida nueva necesita datos de tres telescopios, no sólo dos, pero el aumento en la precisión compensa la pérdida de información.
