Un agujero negro y su sombra han sido capturados en una imagen por primera vez, una hazaña histórica de una red internacional de radiotelescopios llamada Telescopio de Horizonte de Sucesos (EHT). EHT es una colaboración internacional cuyo apoyo en los Estados Unidos incluye a la Fundación Nacional para la Ciencia.
Un agujero negro es un objeto
extremadamente denso del cual no puede escapar la luz. Todo lo que caiga
dentro del "horizonte de eventos" de un agujero negro, su punto de no
retorno, se consumirá, nunca volverá a emerger, debido a la inimaginable
y fuerte gravedad del agujero negro. Por su propia naturaleza, no se
puede ver un agujero negro, pero el disco caliente de material que lo
rodea brilla. Contra un fondo brillante, como este disco, un agujero
negro parece proyectar una sombra.
La nueva y sorprendente imagen muestra
la sombra del agujero negro supermasivo en el centro de Messier 87
(M87), una galaxia elíptica a unos 55 millones de años luz de la Tierra.
Este agujero negro tiene 6.500 millones de veces la masa del Sol. La
captura de su sombra involucró ocho radiotelescopios terrestres en todo
el mundo, operando juntos como si fueran un solo telescopio del tamaño
de todo nuestro planeta.
"Este es un logro increíble del equipo
de EHT", dijo Paul Hertz, director de la división de astrofísica en la
sede de la NASA en Washington. “Hace años, pensamos que tendríamos que
construir un telescopio espacial muy grande para visualizar un agujero
negro. Al lograr que los radiotelescopios de todo el mundo funcionasen
en concierto como un solo instrumento, el equipo de EHT logró esto,
décadas antes de tiempo ".
Para complementar los hallazgos de EHT,
varias naves espaciales de la NASA fueron parte de un gran esfuerzo,
coordinado por el Grupo de Trabajo de Longitud Múltiple de EHT, para
observar el agujero negro utilizando diferentes longitudes de onda de la
luz.
Como parte de este esfuerzo, el observatorio de rayos X Chandra de
la NASA, el telescopio NuSTAR y las misiones del telescopio espacial
Neil Gehrel Swift, todos en sintonía con las diferentes variedades de
luz de rayos X, volvieron su mirada al agujero negro M87 al mismo tiempo
que el Telescopio EHT en Abril de 2017. Si EHT observara cambios en la
estructura del entorno del agujero negro, los datos de estas misiones y
otros telescopios podrían usarse para ayudar a determinar qué estaba
sucediendo.
Si bien las observaciones de la NASA no
trazaron directamente la imagen histórica, los astrónomos usaron datos
de los satélites Chandra y NuSTAR de la NASA para medir el brillo de los
rayos X del chorro de M87. Los científicos utilizaron esta información
para comparar sus modelos de chorro y disco alrededor del agujero negro
con las observaciones EHT. Pueden surgir otras ideas a medida que los
investigadores continúan estudiando detenidamente estos datos.
Hay muchas preguntas pendientes sobre
los agujeros negros que las observaciones coordinadas de la NASA pueden
ayudar a responder. Los misterios persisten acerca de por qué las
partículas obtienen un impulso de energía tan grande alrededor de los
agujeros negros, formando chorros espectaculares que se alejan de los
polos de los agujeros negros casi a la velocidad de la luz. Cuando el
material cae en el agujero negro, ¿a dónde va la energía?
"Los rayos X nos ayudan a conectar lo
que está sucediendo con las partículas cerca del horizonte de eventos
con lo que podemos medir con nuestros telescopios", dijo Joey Neilsen,
astrónomo de la Universidad de Villanova en Pennsylvania, quien dirigió
los análisis de Chandra y NuSTAR para EHT.
Los telescopios espaciales de la NASA
han estudiado previamente un chorro que se extiende a más de 1.000 años
luz del centro de M87. El chorro está hecho de partículas que viajan
cerca de la velocidad de la luz, disparando altas energías desde cerca
del horizonte de eventos. El EHT fue diseñado en parte para estudiar el
origen de este chorro y otros similares. Una masa de materia en el
chorro llamada HST-1, descubierta por los astrónomos del Hubble en 1999,
ha experimentado un misterioso ciclo de iluminación y atenuación.
Chandra, NuSTAR y Swift, así como el
experimento de la NASA NICER en la Estación Espacial Internacional,
también observaron el agujero negro en el centro de nuestra propia
galaxia la Vía Láctea, llamado Sagittarius A*, en coordinación con EHT .
Hacer que muchos telescopios diferentes
en la Tierra y en el espacio miren hacia el mismo objeto celeste es una
gran tarea en sí misma, enfatizan los científicos.
"Programar todas estas observaciones
coordinadas fue un problema realmente difícil tanto para el EHT como
para los planificadores de las misiones Chandra y NuSTAR", dijo Neilsen.
"Hicieron un trabajo realmente increíble para obtener los datos que
tenemos, y estamos sumamente agradecidos".
Neilsen y sus colegas que formaron parte
de las observaciones coordinadas trabajarán en la disección de todo el
espectro de luz proveniente del agujero negro M87, desde ondas de radio
de baja energía hasta rayos gamma de alta energía. Con tanta información
de EHT y otros telescopios, los científicos pueden tener años de
descubrimientos por delante.
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