El agujero negro de una imagen icónica parece tambalearse

Los científicos están aprendiendo cosas nuevas e importantes sobre el primer agujero negro con imágenes directas, incluidos comportamientos consistentes con la teoría de Einstein, pero también está demostrando una característica inesperada en forma de anillo muy tambaleante.

Parece que fue hace una eternidad, pero finalmente pudimos deleitar nuestros ojos con lo aparentemente invisible en abril de 2019, cuando este imagen increible de un agujero negro supermasivo fue lanzado por primera vez. Por supuesto, en realidad no podemos «ver» el agujero negro, porque, como cualquier 6Un niño de un año te lo dirá felizmente, los agujeros negros tienen la costumbre de absorber luz. Sin embargo, lo que muestra la imagen es un anillo asimétrico, conocido como la sombra del agujero negro, de gas sobrecalentado arremolinándose alrededor del horizonte de eventos del agujero negro, ese límite más allá del cual la luz no puede escapar.

Este agujero negro en particular, con la masa de 6.5 mil millones de soles, se encuentra a 55 millones de luz-años de distancia en la galaxia Messier 87, o M87 para abreviar. El agujero negro, designado M87 *, fue fotografiado por el Event Horizon Telescope en abril de 2019, en lo que fue un logro científico histórico. La imagen proporcionó una vista estática de M87 *, pero nueva investigación publicado esta semana en The Astrophysical Journal muestra que ahora es posible estudiar los cambios físicos en este agujero negro y su área circundante a lo largo del tiempo.

Los astrónomos del proyecto EHT observaron M87 * durante unaperíodo de una semana en abril de 2017, lo que no les dio suficiente tiempo para rastrear aspectos dinámicos del sistema, como cambios en su forma. Pero los investigadores ahora han hecho exactamente eso, mediante el estudio de los datos de archivo EHT de regreso a 2009.

«Si desea ver la evolución de un agujero negro durante una década, no hay sustituto para tener una década de datos». dijo Maciek Wielgus, astrónomo del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian y el autor principal del nuevo artículo, en un presione soltar.

EHT es una gran matriz de telescopios compuesta por antenas de radio colocadas estratégicamente en todo el mundo. El sistema alcanzó plena potencia operativa en 2017, y con platos en cinco ubicaciones diferentes, resultó en una especie de «antena parabólica del tamaño de la Tierra», ya que descrito en un comunicado de prensa publicado por el Instituto Max Planck de Radioastronomía. Sin embargo, es importante destacar que uno de los primeros prototipos de la matriz EHT recopilaba información astronómica importante mientras se construía el sistema. Específicamente, las observaciones del monstruoso agujero negro se recopilaron de 2009 a 2012 en tres sitios, y en 2013 de cuatro sitios.

«Si bien estas observaciones no contienen suficiente información para producir imágenes, son suficientes para restringir modelos geométricos simples», escribieron los autores en el nuevo estudio.

Una técnica de modelado estadístico, más algunas conjeturas informadas, permitió a los investigadores registrar los cambios en el sistema a lo largo del tiempo, en un proceso que incluía observaciones recopiladas por EHT hasta 2019.

Como mostraron los modelos, la forma general de esta cosa se ha mantenido constante durante los últimos 10 años, lo cual es una buena noticia si eres fanático de Albert Einstein. El diámetro fijo de la sombra creciente para un agujero negro de este tamaño concuerda con una predicción extraída de su famosa teoría de la relatividad general.

«En este estudio, mostramos que la morfología general, o la presencia de un anillo asimétrico, probablemente persista en escalas de tiempo de varios años», dijo Kazu Akiyama, científico del MIT y coautor del estudio, en Harvard & Comunicado de prensa del Smithsonian. “Esta es una confirmación importante de las expectativas teóricas ya que la consistencia [of multiple observations] nos da más confianza que nunca sobre la naturaleza de M87 * y el origen de la sombra «.

Dejando de lado esta constancia, los astrónomos notaron una gran diferencia, ya que el anillo asimétrico parece estar bamboleándose. en un grado significativo. La forma del anillo no ha cambiado en la última década, pero ha girado.

«En realidad, vemos muchas variaciones allí», dijo Wielgus.

Thomas Krichbaum, astrónomo de MPIfRA y coautor del estudio, dijo que el «análisis de datos sugiere que la orientación y la estructura fina del anillo varía con el tiempo», lo cual es importante ya que proporciona una «primera impresión sobre la estructura dinámica. del flujo de acreción, que rodea el horizonte de eventos ”, como explicó en el comunicado de prensa de Max Planck.

El flujo de acreción (la tasa de material que fluye hacia un agujero negro) para M87 * parece ser variable. Como especulan los autores, el gas brillante en el anillo se encuentra en un estado altamente turbulento, resultado de campos magnéticos, y esto es lo que está causando la apariencia cambiante del agujero negro con el tiempo. Esto es muy emocionante, porque la «dinámica de este bamboleo nos permitirá [measure] el flujo de acreción ”, dijo Anatua.

Con este artículo, ahora hemos entrado en una nueva era de estudio de las áreas íntimas alrededor de los agujeros negros. Los astrónomos pueden rastrear cambios en estos sistemas exóticos a lo largo del tiempo, y deberían poder estudiar no solo el flujo de acreción sino también fenómenos relacionados, como chorros relativistas. Las características físicas de los chorros relativistas (salidas de partículas altamente energéticas) son «la clave para comprender las interacciones con el medio circundante en la galaxia anfitriona de un agujero negro», dijo Richard Anantua, estudio coautor, en el comunicado. Las observaciones del flujo de acreción también proporcionarán otra forma para que los científicos prueben la relatividad general, una teoría que se ha mantenido bastante bien hasta ahora.