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artículo no publicado

Cómo se descubre un agujero negro

Eva Noyola, licenciada en física por la UNAM, doctora en astrofísica por la Universidad de Texas en Austin e investigadora del Instituto Max Planck en Alemania, descubrió recientemente un agujero negro en el cúmulo estelar Omega Centauri. Dada la importancia del descubrimiento, le pedimos que escribiera una nota sobre su proceso de investigación. Si los lectores quisieran conocer más detalles del hallazgo, pueden encontrarlos tanto en inglés como en español, en diversos sitios de la red.

La historia de la formación de galaxias está íntimamente relacionada con la formación y evolución de los cúmulos globulares, cuya relevancia estriba, en parte, en que son unas de las estructuras más antiguas del universo. Los cúmulos globulares son grupos casi esféricos de estrellas que orbitan alrededor de la mayoría de las galaxias, incluyendo la nuestra. Entre ellos, Omega Centauri es especial porque es el cúmulo globular más masivo de nuestra galaxia y su población estelar es diferente de la de otros cúmulos, lo cual implica que se formó de una manera distinta.

Los agujeros negros, por otro lado, son objetos cuya atracción gravitacional, debido a su enorme densidad, no permite que nada escape de ellos, ni siquiera la luz. Hasta hace poco, sabíamos de dos tipos de agujeros negros: los de tamaño estelar, que nacen cuando una estrella mucho más masiva que nuestro sol muere, y los supermasivos, que existen en el centro de muchas galaxias, en particular en la Vía Láctea. Recientemente han surgido evidencias de que los agujeros negros podrían existir en un rango continuo de masas. He aquí una breve historia de cómo se descubre un agujero negro de masa intermedia.

Las razones por las que los agujeros negros de masa intermedia no se habían encontrado antes son fundamentalmente técnicas: no existían los instrumentos adecuados para detectarlos. Por otro lado, el campo de estudio de los cúmulos globulares es muy tradicionalista y durante años mucha gente dio su evolución por entendida, sin necesidad de postular la existencia de agujeros negros. Por eso, la idea de que, en efecto, pudieran encontrarse hoyos negros allí, perturbó a más de un científico y produjo reacciones negativas cuando aparecieron las primeras evidencias de un agujero negro en el cúmulo globular M15.

Durante mi primer proyecto de tesis, mis colegas y yo encontramos un grupo nuevo de cúmulos globulares que se comportaban de una manera nunca antes vista. El único modelo que, acaso, podía explicar el estado de este grupo de objetos era la presencia de agujeros negros en su centro. En principio, yo no estaba buscando agujeros negros directamente, pero sabía que si ellos llamaban a mi puerta, no los podía a ignorar. Después de un tiempo surgieron nuevas evidencias que apuntaban a que el agujero negro en M15 no era tal, así que ese icónico primer caso se desvaneció lentamente. En paralelo, surgieron evidencias sólidas para la existencia de un agujero negro en el cúmulo globular G1, perteneciente a nuestra vecina galaxia Andrómeda. Dado que Omega Centauri es muy parecido a G1, había llegado la hora de echarle un vistazo.

El momento crucial de nuestro hallazgo sucedió el día en que obtuvimos números claros para las velocidades en un par de regiones del cúmulo estelar. Recuerdo perfectamente estar haciendo una gráfica con los nuevos datos, con datos anteriores de otras personas y con modelos que contenían agujeros negros. En el momento en que la nueva gráfica se desplegó ante mis ojos me quedó claro que habíamos encontrado algo importante. Corrí a enseñárselo a mi asesor y ambos prácticamente brincamos ante el papel. No sólo habíamos encontrado un agujero negro, sino que era enorme, tenía el doble de masa que el de G1.

Después del entusiasmo que provoca un descubrimiento, sigue un largo y a veces odioso proceso de comprobación: hay que pulir el análisis y documentar todo con pelos y señales. En medio de las dificultades al momento de tratar de publicar mi primer artículo, mi asesor me dijo algo que a la fecha no olvido: “A veces, cuando un resultado encuentra resistencia, es una buena señal de que es relevante.” Nunca sus palabras resonaron más que durante el proceso de publicar el hallazgo de este agujero negro. Una vez que mandamos el manuscrito a una revista especializada, recibimos un reporte arbitral que no era meramente riguroso, era agresivo y ofensivo. Solicitamos un segundo árbitro que resultó igualmente riguroso pero definitivamente más decente. Al final, nuestro manuscrito mejoró considerablemente con los comentarios de ambos reportes, pero la experiencia me enseñó a ponerme los guantes para defender mis ideas de ataques infundados. Tuve que volver a poner mis habilidades pugilísticas a prueba poco antes de que la noticia del descubrimiento fuera lanzada a los medios. Uno de los equipos de prensa nos alertó de que había encontrado un nuevo grupo de datos que contradecían nuestro hallazgo. Una vez que revisamos la información, fue evidente que los nuevos datos más bien confirmaban nuestro hallazgo y simplemente no habían sido comparados de manera adecuada con los nuestros. Resulta claro que el camino para dar a conocer un descubrimiento atractivo está a veces lleno de baches y desfiladeros.

La relevancia de este descubrimiento tiene dos vertientes; por un lado, este es apenas el segundo agujero negro de masa intermedia detectado con certidumbre, y es el primero en nuestra galaxia; por otro, encaja muy bien con la hipótesis que hace de Omega Centauri, el cúmulo estelar más grande de nuestra galaxia, una posible galaxia enana cuyas estrellas exteriores fueron robadas por nuestra galaxia en algún momento de su historia.

A estas alturas puedo decir que nuestro trabajo ha sido muy bien recibido en todos los foros en los que ha sido presentado. Se ha ganado, además, la confianza de algunos observatorios y por lo tanto hemos podido obtener nuevos datos para nuestra investigación. Quedan muchas preguntas por responder, pero fundamentalmente nos estamos dirigiendo ahora hacia un proceso “demográfico”. Tenemos que averiguar si este tipo de agujeros negros son inusuales y sólo existen en los remanentes de galaxias enanas; si son capaces de formarse en cualquier tipo de cúmulo globular o si solamente se forman en cúmulos muy masivos. Por ahora hemos conseguido datos para cuatro cúmulos más y esperamos pronto poder responder algunas de estas preguntas.

- Eva Noyola