noviembre 30, 2022

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Los científicos finalmente están decodificando los secretos dentro del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

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agujeros negros Mantén sus secretos cerca. Encarcelan para siempre todo lo que entra. Ni siquiera la luz puede escapar de las hambrientas nubes del agujero negro.

Parece, entonces, que A El agujero negro debería ser invisible. – Y tomar su foto es imposible. Un gran revuelo acompañó el lanzamiento de 2019 de La primera foto del agujero negro. Luego, en la primavera de 2022, los astrónomos lo revelarán. más Imagen de Agujero Negro – Esta vez es el que está en el centro de nuestra imagen vía Láctea.

La imagen muestra un punto naranja en forma de rosquilla que se parece notablemente a una imagen anterior del agujero negro en el centro de la galaxia Messier 87. Pero el agujero negro de la Vía Láctea, Sagitario A*, en realidad es mucho más pequeño que el primero y era difícil de ver porque requería mirar a través del disco borroso de nuestra galaxia. Entonces, aunque las observaciones de nuestro agujero negro se realizaron al mismo tiempo que M87, se necesitaron tres años más para crear la imagen. Hacerlo requiere un archivo Cooperación internacional Cientos de astrónomos, ingenieros e informáticos están desarrollando algoritmos informáticos complejos para reconstruir la imagen a partir de datos sin procesar.

Estas «imágenes», por supuesto, no muestran un agujero negro, que se define como una región del espacio dentro de una barrera de punto de no retorno conocida como horizonte de sucesos. En realidad, están grabando fragmentos de un panqueque plano de plasma caliente que orbita el agujero negro a altas velocidades en lo que se conoce como disco de acreción. El plasma consiste en partículas cargadas de alta energía. A medida que el plasma orbita alrededor del agujero negro, sus partículas aceleradas emiten ondas de radio. El anillo naranja borroso que se ve en las imágenes es una reconstrucción elaborada de estas ondas de radio capturadas por ocho telescopios alrededor de la Tierra, conocidos colectivamente como Event Horizon Telescope (EHT).

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La última imagen cuenta la historia del viaje épico de las ondas de radio desde el centro de la Vía Láctea, brindando detalles sin precedentes sobre Sagitario A*. La imagen también constituye «una de las pruebas visibles más importantes de la relatividad general», dicen nuestras mejores teorías actuales de la gravedad, Sera Markovastrofísico de la Universidad de Ámsterdam y miembro de la Colaboración EHT.

Estudiar agujeros negros supermasivos como Sagitario A* ayudará a los científicos a aprender más sobre ellos ¿Cómo evolucionan las galaxias? Con el tiempo y cómo se reúnen en grandes grupos en todo el universo.

Primera imagen del horizonte de eventos de Sagitario A*.Telescopio de horizonte de eventos

Desde el corazón de la galaxia

Sagitario A* es 1600 veces más pequeño que el agujero negro Messier 87 fotografiado en 2019, y también está unas 2100 veces más cerca de la Tierra. Esto significa que los dos agujeros negros parecen tener el mismo tamaño en el cielo. jeffrey bauerLa resolución requerida para ver a Sagitario A* desde la Tierra es la misma que se requiere para tomar una foto naranja de la superficie lunar, dice el científico del proyecto EHT en el Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sinica en Taiwán.

El centro de nuestra galaxia está a 26.000 años luz de distancia, por lo que las ondas de radio recopiladas para crear esta imagen se emitieron en la época en que se creó uno de los primeros asentamientos humanos permanentes conocidos. El viaje de las ondas de radio comenzó cuando fueron emitidas por primera vez por partículas en el disco de acreción del agujero negro. Con una longitud de onda de aproximadamente 1 mm, la radiación viajó hacia la Tierra relativamente sin obstáculos por el gas y el polvo galácticos. Si la longitud de onda fuera mucho más corta, como la luz visible, las ondas de radio serían dispersadas por el polvo. Si la longitud de onda fuera mucho más larga, las nubes cargadas de plasma habrían desviado las ondas, distorsionando la imagen.

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Finalmente, después de un viaje de 26.000 años, las ondas de radio fueron capturadas y registradas en observatorios de radio distribuidos por nuestro planeta. Una gran separación geográfica entre los observatorios fue esencial: permitió al consorcio de investigadores detectar diferencias muy sutiles en las ondas de radio recolectadas en cada sitio a través de un proceso llamado interferometría. Estas pequeñas diferencias se utilizan para inferir pequeñas diferencias en la distancia recorrida por cada onda de radio desde su fuente. Utilizando algoritmos informáticos, los científicos pudieron descifrar las diferencias de longitud de la trayectoria de las ondas de radio para reconstruir la forma del objeto que las emitía.

Los investigadores pusieron todo esto en una imagen de color falso, donde el naranja representa ondas de radio de alta intensidad y el negro representa ondas de radio de baja intensidad. “Pero cada telescopio solo capta una pequeña parte de la señal de radio”, explica. Fulvio Meliaastrofísico de la Universidad de Arizona que ha escrito sobre nuestra galaxia agujero negro gigante. Debido a que nos estamos perdiendo gran parte de la señal, «en lugar de ver una imagen perfectamente clara, ves algo que está un poco borroso… un poco borroso».

La imagen ayuda a revelar más sobre el horizonte de eventos de un agujero negro: lo más cerca que se puede estar de un agujero negro sin ser absorbido. Y fuera del horizonte de eventos, ni siquiera la luz puede escapar.

A partir de la imagen, los científicos pudieron estimar mejor el tamaño del horizonte de eventos e inferir que el disco de acreción está inclinado más de 40 grados desde disco de la vía lácteade modo que vemos la cara redondeada del disco de acreción plano, en lugar de la delgada astilla de su borde.

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Pero incluso si el disco de acreción del agujero negro está apuntando de canto en relación con la Tierra, la gravedad alrededor del agujero negro deforma tanto el espacio a su alrededor que la luz de la parte trasera del agujero negro se curva para venir hacia nosotros, formando un anillo. imagen sin importar su orientación. Entonces, ¿cómo saben los científicos su dirección? Porque el anillo es mayormente redondo; Si observáramos el borde del disco de acreción, el anillo estaría más aplastado y alargado.

Markov cree que esta nueva capacidad para observar el núcleo de nuestra galaxia ayudará a llenar los vacíos en nuestra comprensión de la evolución de las galaxias y la estructura a gran escala del universo. Un objeto masivo y denso como el agujero negro en el centro de una galaxia influye en los movimientos de las estrellas y el polvo cercanos, y esto influye en cómo cambia la galaxia con el tiempo. Las propiedades de un agujero negro, como la dirección en la que gira, dependen de la historia de sus colisiones, tal vez con estrellas u otros agujeros negros. «Muchas personas… miran al cielo y piensan que todo es estático, ¿no? Pero no lo es. Es un gran ecosistema de cosas que evolucionan», dice Markov.

Hasta ahora, el hecho de que la imagen coincida con precisión con las predicciones de los científicos la convierte en una importante confirmación de las teorías actuales de la física. «Ha sido una expectativa que hemos tenido durante un par de décadas», dice Bauer, «que vamos a ver un episodio de esta magnitud. Pero, ya sabes, ver para creer».

Este artículo apareció originalmente en revista conocida, un esfuerzo periodístico independiente de Annual Reviews. Inscribirse las noticias.

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