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La ciencia española, presente en el equipo que ha fotografiado un agujero negro

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La ciencia española, presente en el equipo que ha fotografiado un agujero negro

Hace apenas unas horas que un equipo de científicos e investigadores de diversos países ha asombrado al mundo al anunciar que habían conseguido tomar la primera fotografía de un agujero negro. Se trata de una imagen que representa uno supermasivo, junto con su sombra, y se ha logrado tomar gracias al Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT) y a un equipo de más de 200 científicos de todo el mundo, entre los que hay varios españoles.

Estos trabajan en distintos centros de investigación, entre los que están el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Instituto Geográfico Nacional, el Instituto de Radioastronomía Milimétrica de Granada y la Universidad de Valencia. La participación española en este hito científico ha sido, por tanto, bastante relevante, algo que ha reconocido Pedro Duque, Ministro de Ciencia, Innovación y Universidades, en Twitter.

https://twitter.com/astro_duque/status/1115988191016837123

Entre las operaciones que han realizado estos investigadores de cara a la toma de esta fotografía está Jose Luis Gómez, investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía. Este científico se encargó del desarrollo de uno de los tres algoritmos utilizados para reconstruir las imágenes de la sombra del agujero negro, que según Efe está situado en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), que está cerca del cúmulo de galaxias Virgo, y situado a 55 millones de años luz de la Tierra.

Además es uno de los coordinadores de un artículo, que forma parte de una serie de seis, que se ha publicado en la revista Astrophysical Journal Letters y con el que se ha hecho pública oficialmente la fotografía del agujero negro, además de analizar las imágenes obtenidas. Este científico ha manifestado, en un acto celebrado en la sede del CSIC para dar a conocer el hito, que el EHT «ha transformado nuestra visión de los agujeros negros de un concepto matemático en algo real que puede ser estudiado a través de repetidas observaciones astronómicas«.

Científicos de diferentes centros españoles

Este científico no es el único que ha participado en las tareas necesarias para la obtención de la imagen. También han tomado parte otros, como el Director del Instituto de Astrofísica de Andalucía, Antxon Alberdi, que en su participación en la rueda de prensa de presentación de la imagen ha subrayado que este hito se va a colar en los libros de texto y que supone el primer paso para lo que está por venir, en referencia a una posible foto de Sagitario A, un agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea.

Otro de los participantes en el equipo, Iván Martí-Vidal, del Instituto Geográfico Nacional, es el coordinador del grupo de polarimetría del proyecto, que en concreto se encarga de estudiar el papel de los campos magnéticos en los alrededores del agujero negro. También ha sido el encargado de diseñar los algoritmos con los que se pudo combinar los datos del radiotelescopio más sensible de los ocho que componen el EHT, el ALMA, con el resto de radiotelescopios que han participado en el proyecto.

Este telescopio, diseñado con el objetivo de capturar las primeras fotos de agujeros negros de la historia, se puso en marcha gracias a la modernización e interconexión de una red mundial de telescopios que ya existían. Todos están situados en zonas remotas y a una gran altitud. Por ejemplo, en volcanes de Hawai y México, así como en montañas elevadas en Arizona y Sierra Nevada, el Desierto de Atacama y la Antártida.

Por tanto, España también ha participado en la obtención de las imágenes que se han tomado como fuente para la fotografía, desde el radiotelescopio IRAM, de 30 metros, y ubicado en Sierra Nevada. Los encargados de configurar el equipo técnico necesario para su correcto funcionamiento, así como en la organización de las tareas y en las observaciones han sido el Director del Instituto de Radioastronomía Milimétrica, Miguel Sánchez-Portal, los ingenieros Ignacio Ruiz y Salvador Sánchez, el investigador Pablo Torné y la investigadora de la Universidad de Valencia Rebbeca Zulay.

Las mujeres, protagonistas de este hito científico

Aunque sólo haya participado una científica española en la obtención de la imagen del agujero negro, el protagonismo de las mujeres en el proyecto ha sido de primer nivel. Tanto, que tal como asegura Techcrunch, la foto no hubiese sido posible sin el trabajo de una de ellas: Katie Bouman, una inavestigadora informática que creó, cuando todavía era una estudiante en el MIT, el algoritmo que ha hecho posible tomar la imagen.

Este algoritmo, bautizado CHIRP, era necesario para combinar todos los datos que recopilaban los ocho radiotelescopios del EHT, y una vez analizados, componer una imagen coherente y de calidad. El desarrollo del algoritmo se hizo público en 2016, y en él participaron investigadores del Laboratorio de Informática e Inteligencia Artificial del MIT, del Centro de astrofísica Harvard-Smithsonian y del Observatorio Haystack del MIT.

Para conseguir la imagen se analizaron ingentes cantidades de datos. Tantos, que la foto que publicó Bouman de algunos de los discos duros necesarios para almacenar los datos utilizados (su peso total es media tonelada) se ha hecho viral, y hay quien la compara con la mítica foto de la investigadora del MIT Margaret Hamilton con una pila con las hojas en las que se recogía todo el código fuente que escribió para llevar al hombre a la luna. Entre ellos, el Laboratorio CSAIL del MIT:

https://twitter.com/MIT_CSAIL/status/1116007460039483392

Dado que las señales astronómicas que llegan a los radio telescopios lo hacen con ratios ligeramente distintos, los investigadores tuvieron que dar con un método para solventar el problema, de cara a que los cálculos fuesen precisos y se pudiese extraer la información visual correcta.

Según el MIT, Bouman adoptó «una solución algebráica inteligente al problema. Si las medidas de tres telescopios se multiplican, los retardos adicionales causados por el ruido atmosférico se cancelan unos a otros. Esto quiere decir que cada nueva medida necesita datos de tres telescopios, no sólo de dos, y el aumento en la precisión suple la pérdida de información«.

El algoritmo, que puede utilizarse en cualquier sistema de imagen que emplee interferometría de radio, se encargó de reconstruir y refinar las imágenes originales para preparar la fotografía del agujero negro.

Bouman, que estuvo presente en las tareas finales de procesado de datos y obtención de la fotografía, es actualmente una investigadora postdoctoral en el EHT, y empezará a trabajar como profesora asistente del departamento de ciencias matemáticas y de la computación de Caltech.

Redactora de tecnología con más de 15 años de experiencia, salté del papel a la Red y ya no me muevo de ella. Inquieta y curiosa por naturaleza, siempre estoy al día de lo que pasa en el sector.

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