Esta es la primera observación directa que confirma la existencia de un agujero negro, conocido como Sagitario A*, como el corazón palpitante de la Vía Láctea.
Los agujeros negros no emiten luz, pero la imagen muestra la sombra del agujero negro rodeada por un anillo de luz, la luz doblada por la gravedad del agujero negro. Los astrónomos han dicho que el agujero negro es cuatro millones de veces más grande que nuestro sol.
Michael Johnson, astrofísico, Centro de Astrofísica: ‘Durante décadas, los astrónomos se han preguntado qué hay en el corazón de nuestra galaxia, empujando a las estrellas a órbitas estrechas con su inmensa gravedad’ | Harvard y Smithsonian, en un comunicado.
“Usando una imagen (Event Horizon Telescope, o EHT), nos acercamos mil veces más a estas órbitas, donde la gravedad se vuelve un millón de veces más fuerte. A esta distancia, un agujero negro acelera la materia para acercarse a la velocidad de la luz y desvía los caminos de los fotones en caminos retorcidos (espacio-tiempo).
El agujero negro está a unos 27.000 años luz de la Tierra. Nuestro sistema solar está ubicado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, razón por la cual estamos tan lejos del centro galáctico. Si pudiéramos ver esto en el cielo nocturno, el agujero negro parecería ser del tamaño de una dona sentada en la luna.
«Nos sorprendió lo bien que el tamaño del anillo coincidía con las expectativas de la teoría de la relatividad general de Einstein», dijo Jeffrey Bauer, científico del proyecto EHT, Instituto de Astronomía y Ciencia Astrofísica, Academia Sínica, Taipei, en un comunicado.
«Estas observaciones sin precedentes han mejorado en gran medida nuestra comprensión de lo que está sucediendo (en el centro de) nuestra galaxia y brindan nuevos conocimientos sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno».
En busca de un agujero negro
Los astrónomos tardaron cinco años en capturar y confirmar esta imagen y descubrimiento. Anteriormente, los científicos han observado estrellas que orbitan alrededor de objetos invisibles masivos en el centro de la galaxia.
Ramesh Narayan, astrofísico teórico del Centro de Astrofísica: ‘Ahora vemos que el agujero negro está tragando gas y luz cercanos, arrastrándolos a un cráter sin fondo’ | Harvard y Smithsonian, en un comunicado. «Esta imagen confirma décadas de trabajo teórico para comprender cómo se erosionan los agujeros negros».
Este descubrimiento fue posible gracias a más de 300 investigadores de 80 instituciones que trabajan con la red de ocho radiotelescopios diferentes en todo el mundo que conforman el Event Horizon Telescope.
El telescopio se llama «horizonte de eventos», el punto en el que la luz no puede escapar del agujero negro. Esta red global de telescopios constituye esencialmente un solo telescopio virtual «del tamaño de la Tierra» cuando los ocho están conectados y las observaciones son una al lado de la otra.
Aunque las dos imágenes son similares, el arco A* es más de 1000 veces más pequeño que el M87*.
«Tenemos dos tipos completamente diferentes de galaxias y dos masas de agujeros negros muy diferentes, pero cerca del borde de estos agujeros negros se ven notablemente similares», dijo Sera Markov, copresidente del Consejo de Ciencias de EHT y profesor de astrofísica teórica. en el Instituto. Universidad de Amsterdam en un comunicado.
«Esto nos dice que (la teoría de la relatividad general de Einstein) gobierna estas cosas de cerca, y cualquier diferencia que veamos más allá debe deberse a diferencias en la materia que rodea a los agujeros negros».
No se puede tomar una foto
Aunque el agujero negro de la Vía Láctea está más cerca de la Tierra, fue difícil de fotografiar.
“El gas cerca de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad, aproximadamente a la misma velocidad de la luz, alrededor de Sgr A* y M87*”, dijo el científico del EHT Chi-kwan Chan en el Observatorio Steward y el Departamento de Astronomía y en el Instituto de Ciencias de la Universidad de Arizona. dijo en un comunicado.
“Pero donde el gas tarda días o semanas en orbitar el M87* más grande, en el Sgr A*, mucho más pequeño, completa una órbita en solo minutos. Esto significa que el brillo del gas y el patrón alrededor de Sgr A* cambiaban rápidamente mientras la colaboración de EHT observaba, como si trataran de tomar una foto clara de un cachorro persiguiéndose rápidamente la cola. ”
La red mundial de astrónomos tuvo que desarrollar nuevos instrumentos para permitir el rápido movimiento del gas alrededor de Sagitario A*. La imagen obtenida es la media de las diferentes imágenes tomadas por el equipo. Capturar la imagen de Sagitario A* fue como tomar una foto de un grano de sal en Nueva York con una cámara en Los Ángeles, según los investigadores de Caltech.
«Esta imagen del Event Horizon Telescope requiere más que simplemente tomar una imagen de telescopio de alta montaña. Es el producto de observaciones telescópicas técnicamente desafiantes y algoritmos computacionales innovadores», dijo la investigadora Katherine Bowman en Rosenberg y profesora asistente de ciencias informáticas y matemáticas, electricidad. ingeniería y astronomía en el Instituto de Tecnología de California, durante una conferencia de prensa.
Cada telescopio ha sido empujado a su límite máximo, llamado límite de difracción, o el número máximo de características por minuto que puede ver.
«Y ese es básicamente el nivel que vemos aquí», dijo Johnson en la conferencia de prensa. «No está claro por qué, para que la imagen sea más clara, tenemos que mover nuestros telescopios más lejos o cambiar a frecuencias más altas».
Convenio
La obtención de imágenes de dos agujeros negros completamente diferentes permitirá a los astrónomos determinar sus similitudes y diferencias y comprender mejor cómo se comporta el gas alrededor de los agujeros negros supermasivos, lo que puede contribuir a la formación y evolución de galaxias. Se cree que los agujeros negros están en el centro de la mayoría de las galaxias y actúan como sus motores.
Mientras tanto, el equipo del EHT está trabajando para expandir la matriz del telescopio y realizar actualizaciones que podrían generar imágenes más impresionantes e incluso películas de agujeros negros en el futuro.
Capturar un agujero negro en movimiento puede mostrar cómo cambia con el tiempo y qué hace el gas cuando orbita alrededor del agujero negro. Bowman y el becario de EHT Antonio Fuentes, quien se unirá a Caltech como investigador postdoctoral en octubre, están desarrollando métodos que vincularán imágenes de agujeros negros para reflejar este movimiento.
Esta «primera imagen directa del gentil gigante en el centro de nuestra galaxia» es solo el comienzo, dijo Ferial Ozil, miembro del Consejo de Ciencias de EHT y profesor de astronomía y física y decano asociado de investigación en la Universidad de Arizona. Conferencia de prensa.
«Esta imagen es un testimonio de lo que podemos lograr al unir nuestras mentes más brillantes como una comunidad de investigación global para hacer lo que parece imposible y posible», dijo en un comunicado el director de la Fundación Nacional de Ciencias, Sithuraman Panchanathan. “El idioma, los continentes e incluso la galaxia no pueden detener lo que la humanidad puede lograr cuando nos unimos por el bien común de todos”.
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