En diciembre, el Premio Nobel de Física 2020 se otorgará a tres científicos que pudieron arrojar luz por primera vez sobre los agujeros negros y el Observatorio de Arecibo ha jugado una papel importante en sus investigaciones.
La mitad del premio se otorgará a Sir Roger Penrose de la Universidad de Oxford, quien en 1965 utilizó las matemáticas y la teoría general de la relatividad de Einstein para predecir la existencia y describir la naturaleza de los agujeros negros.
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La segunda mitad del premio se entregará al Dr. Reinhard Genzel del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania y al Dr. Andrea Ghez de la Universidad de California en Los Ángeles por su descubrimiento de que un agujero negro supermasivo reside en el centro de nuestro galaxia, la Vía Láctea. Su equipo trazó un mapa del movimiento de las estrellas cerca del centro de la galaxia y pudo concluir que las estrellas estaban siendo movidas por la intensa gravedad de un objeto masivo invisible. Esto proporcionó la primera evidencia observacional de la existencia del agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea.
Tras la predicción y el descubrimiento del primer agujero negro, surgió todo un subcampo de la astronomía en torno a la exploración de estos fascinantes fenómenos. Ahora los astrónomos han encontrado agujeros negros significativamente más masivos en los centros de otras galaxias, y en algunas galaxias únicas, más de uno.
La Dra. Sravani Vaddi, científica en el Observatorio de Arecibo, estudia lo que sucede cuando dos de estos agujeros negros supermasivos, o SBH, para abreviar, habitan en la misma galaxia.
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“Cuando detectamos dos SBH dentro de la misma galaxia, creemos que estamos observando las etapas avanzadas de una importante fusión de galaxias”, explicó la Dra. Vaddi. Cuando dos o más galaxias chocan, sus agujeros negros centrales pueden comenzar a devorar las estrellas a su alrededor, lo que hace que los SBH crezcan rápidamente.
“¿Cómo evolucionan estos agujeros negros supermasivos cuando están cerca unos de otros? ¿Cómo afectan a la galaxia circundante? Estas son algunas de las preguntas que estoy abordando con mi investigación ”, dijo la Dra. Vaddi.
Para responder a esas preguntas, la Dra. Vaddi y sus colegas deben sondear el área más cercana a los agujeros negros supermasivos dentro de estas galaxias distantes, por lo que necesitan observaciones con muy alta resolución.
Ningún telescopio tiene la capacidad de obtener los datos requeridos, pero el Observatorio de Arecibo, con su equipo altamente sensible, juega un papel crítico en el trabajo que los científicos han diseñado para estudiar los fenómenos. Los científicos combinan una serie de telescopios de todo el planeta en una técnica conocida como interferometría de línea de base muy larga (VLBI) para obtener observaciones de ultra alta resolución.
“El Observatorio de Arecibo es una estación dentro de la red europea VLBI. Logramos la mayor sensibilidad y resolución posibles cuando incluimos a Arecibo porque es uno de los radiotelescopios más grandes del mundo y debido a su distancia de todos los demás radiotelescopios de la red”, dijo la Dra. Vaddi.
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El observatorio está actualmente fuera de línea porque los cables rotos han causado daños a la instalación. Los ingenieros se encuentran trabajando en cómo estabilizar la estructura.
Con estas observaciones de alta resolución, la Dra. Vaddi y sus colegas pueden estudiar los rayos de radiación electromagnética de alta energía que se emiten desde la región alrededor de los agujeros negros supermasivos.
“Esta investigación que hacemos con el Observatorio de Arecibo no solo está relacionada con el Premio Nobel más reciente”, dijo. “Como recordatorio, el Premio Nobel de Física 2017 fue otorgado por el descubrimiento de ondas gravitacionales”.
La Dra. Vaddi explicó que durante los eventos de fusión de galaxias, los agujeros negros supermasivos pueden formar una espiral entre sí, lo que desencadena ondas gravitacionales. El Observatorio Norteamericano de Nanohercios de Ondas Gravitacionales (NANOGrav), que se basa en el Observatorio de Arecibo y el Telescopio Green Bank, mide indirectamente las ondas gravitacionales al estudiar cómo afectan a los púlsares cercanos.
“El proyecto NANOGrav proporciona a los científicos una plataforma para trabajar con ondas de luz y gravitacionales”, dijo la Dra. Vaddi. “En la astronomía moderna, los estudios que utilizan información de ondas de luz y gravitacionales son cruciales para nuestra comprensión de estas dramáticas colisiones celestes”, afirmó.
