Astronomía

¿Podría el Event Horizon Telescope producir una imagen superior de Betelgeuse?

¿Podría el Event Horizon Telescope producir una imagen superior de Betelgeuse?


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Las imágenes actuales de Betelgeuse ya son increíbles, pero me preguntaba si el EHT podría hacer una imagen significativamente mejor, dado que Betelgeuse es bastante grande y bastante brillante.


Presumiblemente, sí, las observaciones de EHT podrían mejorar las observaciones de radio existentes de Betelgeuse (por ejemplo, imágenes recientes de ALMA e imágenes de VLA comparativamente antiguas). Es probable que cualquier observación se dirija a la emisión fotosférica conocida en mm o super mm de la estrella, el radio de mapeo y los cambios de temperatura. Los datos de ALMA mostraron la existencia de una mancha $ sim1000 $ K más caliente que las regiones vecinas, lo que idealmente nos enseñaría algo sobre la convección dentro de la estrella.

Con una resolución (actual) de un par de decenas de microarcsegundos en $ lambda sim1.3 $ mm, el EHT de hecho mejoraría los resultados del interferómetro existentes en órdenes de magnitud (que yo creer, en el caso de ALMA, son las imágenes de Betelgeuse de mayor resolución, punto, en cualquier longitud de onda).


Telescopio del horizonte de sucesos

El consorcio EHT consta de 14 institutos con aproximadamente 200 participantes en Europa, Asia, África y América. El presidente de la junta interina del EHT es el Prof. J. Anton Zensus del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), el director del EHT es el Dr. Shepherd S. Doeleman (Harvard y MIT, EE. UU.).

El departamento de investigación del Prof. Michael Kramer en MPIfR participa a través del proyecto „BlackHoleCam“ (BHC), fundado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), en colaboración con el Prof. Heino Falcke (Radboud University Nijmegen, Países Bajos) y el Prof. Luciano Rezzolla (Universidad de Frankfurt, Alemania).

La técnica aplicada para las observaciones EHT se llama interferometría de línea de base muy larga (VLBI). VLBI permite las resoluciones más altas en astronomía al acoplar varios radiotelescopios distribuidos en diferentes países de la Tierra. Este método se utiliza para la investigación del entorno directo de agujeros negros supermasivos en núcleos galácticos activos, en particular chorros de partículas de alta energía emitidas desde las regiones centrales. En el marco del proyecto EHT será posible obtener imágenes directamente de los agujeros negros centrales además de los chorros. Esto se logra mediante observaciones en ondas de radio más cortas de solo 1,3 mm de longitud de onda. La resolución de la red mundial de radiotelescopios a esa longitud de onda corresponde a un factor de aumento de dos millones o al tamaño de una pelota de tenis en la distancia de la luna.

Para minimizar el impacto de la atmósfera terrestre en esa longitud de onda, las observaciones solo son posibles en sitios secos de gran altitud como el desierto de Atacama en Chile, la Sierra Nevada en el sur de España, volcanes altos en Hawai o incluso el Polo Sur.

Incluir Atacama Large Millimeter Arrays (ALMA) con sus 64 platos en total proporciona una sensibilidad muy alta. En total se está sintetizando un radiotelescopio con un diámetro equivalente de 84 metros, superior a los habituales radiotelescopios de ondas milimétricas de 15 a 30 metros de diámetro. Después de una fase de preparación de varios años, las observaciones dentro del proyecto EHT ahora se llevarán a cabo entre el 4 y el 14 de abril de este año (ver más abajo).

Los conjuntos de datos de VLBI se analizan en supercomputadoras dedicadas, las llamadas correlacionadores. Para el análisis de las observaciones de EHT se utilizarán dos correlacionadores, en el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn (Jefe del grupo Correlator: Walter Alef) y en el Observatorio Haystack en Haystack, Massachusetts, EE. UU.

Para obtener una imagen general de la física de los agujeros negros, las observaciones se complementan con simulaciones numéricas y pruebas con datos sintéticos.

Las observaciones están cofinanciadas por el proyecto europeo ERC BlackHoleCam (BHC) y apoyadas, entre otros, por Max Planck Society.

Como parte del proyecto BHC, los científicos de MPIfR están buscando púlsares en la vecindad directa del agujero negro en el centro de la Vía Láctea para establecer mediciones independientes de sus propiedades.

Antes del inicio de las observaciones EHT, la red Global Millimeter-VLBI Array (GMVA) realizará observaciones a una longitud de onda de 3 mm con 14 antenas desde el 31 de marzo hasta el 4 de abril, centrándose en varias galaxias activas. Tres de esos objetivos serán observados en conjunto con el telescopio ALMA en Chile. El radiotelescopio de 100 m de Effelsberg participará en las observaciones de GMVA. El análisis de las observaciones de GMVA, incluida la fase ALMA, se posprocesará por completo en el correlador MPIfR en Bonn.


¿Cómo se tomó la imagen?

Emisión de rayos X medida con CHANDRA, contra imagen EHT & # 8217s. Crédito: Rayos X: NASA / CXC / Villanova University / J. Neilsen Radio: Event Horizon Telescope Collaboration

Se utilizaron 8 telescopios que componen el Event Horizon Telescope (EHT) para tomar esta imagen, utilizando una interferometría de línea de base muy larga (VLBI) para crear un telescopio del tamaño de la Tierra con una resolución increíblemente alta. La personalización y conexión de los telescopios para VLBI lleva años en ejecutarse, ¡pero EHT y CHANDRA lo lograron! La imagen fue tomada en 2017, pero fue publicada el 10 de abril de 2019.

La imagen no se pudo tomar como una foto normal. Los telescopios utilizados fueron radiotelescopios y produjeron datos en bruto que debían analizarse utilizando múltiples algoritmos.

Katie Bouman, doctora en ingeniería eléctrica e informática, comenzó a escribir los algoritmos cuando se graduó. Finalmente, dirigió un equipo para completar el algoritmo, y tardó más de tres años en terminarlo.

¡El Dr. Bouman y la enorme cantidad de discos duros que llegaron desde los 8 telescopios! ¡Increíble trabajo!

¡Un logro asombroso y un gran avance en la ciencia!


La primera imagen de los campos magnéticos de un agujero negro


Una vista del agujero negro supermasivo de M87 en luz polarizada. Las líneas marcan la orientación de la polarización, que está relacionada con el campo magnético alrededor de la sombra del agujero negro. Colaboración CREDIT EHT

Los astrónomos ahora han obtenido una nueva vista del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87. Las imágenes publicadas hoy por la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) revelan cómo el agujero negro, a unos 55 millones de años luz de distancia, aparece en luz polarizada.

La imagen marca la primera vez que los astrónomos capturan y mapean la polarización, un signo de campos magnéticos, tan cerca del borde de un agujero negro.

Los científicos aún no entienden cómo los campos magnéticos, áreas donde el magnetismo afecta la forma en que se mueve la materia, influyen en la actividad de los agujeros negros. ¿Ayudan a dirigir la materia hacia las bocas hambrientas de los agujeros negros? ¿Pueden explicar los misteriosos chorros de energía que se extienden fuera del núcleo de la galaxia?

En dos estudios publicados hoy en Astrophysical Journal Letters, los astrónomos de EHT revelan sus últimos hallazgos y cómo los campos magnéticos pueden estar influyendo en el agujero negro en el centro de M87.

"Uno de los principales impulsores científicos del EHT es distinguir diferentes configuraciones de campo magnético alrededor del agujero negro", dice Angelo Ricarte, coautor e investigador del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian. "La polarización es una de las sondas más directas en el campo magnético que proporciona la naturaleza".

La colaboración EHT ha estado estudiando el objeto supermasivo en el corazón de M87 durante más de una década. En abril de 2019, el arduo trabajo del equipo dio sus frutos cuando revelaron la primera imagen de un agujero negro. Desde entonces, los científicos han profundizado en los datos y han descubierto que una fracción significativa de la luz alrededor del agujero negro M87 está polarizada.

La luz se polariza cuando atraviesa ciertos filtros, como las lentes de las gafas de sol polarizadas, o cuando se emite en regiones calientes del espacio que están magnetizadas. De la misma manera que las gafas de sol polarizadas nos ayudan a ver mejor al reducir los reflejos y el resplandor de las superficies brillantes, los astrónomos pueden agudizar su visión del agujero negro al observar cómo se polariza la luz que se origina allí. Específicamente, la polarización permite a los astrónomos mapear las líneas del campo magnético presentes alrededor del borde interior del agujero negro.

"Para ganar confianza en nuestro análisis, usamos hasta cinco métodos distintos para calibrar los datos y reconstruir imágenes polarimétricas", dice Maciek Wielgus, investigador de la Iniciativa Agujero Negro de Harvard y el Centro de Astrofísica (CfA) que participó en el estudio. "Este enorme esfuerzo de equipo valió la pena, ya que encontramos una muy buena consistencia entre los resultados obtenidos con todas las diferentes técnicas".

Estas nuevas observaciones polarizadas del agujero negro M87 son clave para explicar cómo la galaxia es capaz de lanzar chorros energéticos desde su núcleo, dice el equipo de EHT.

Una de las características más misteriosas de M87 es el brillante chorro de materia y energía que emerge de su núcleo y se extiende al menos a 100.000 años luz de distancia. La mayor parte de la materia que se encuentra cerca del borde de un agujero negro cae dentro. Sin embargo, algunas de las partículas circundantes escapan momentos antes de la captura y son expulsadas hacia el espacio en forma de estos chorros.

Los astrónomos no saben cómo se lanzan chorros más grandes que la propia galaxia desde su núcleo, ni cómo solo cierta materia cae en el agujero negro.

Ahora, con la nueva imagen del agujero negro en luz polarizada, el equipo ha mirado directamente a la región justo fuera del agujero negro donde ocurre esta interacción entre la materia que entra y la expulsa.

Las observaciones proporcionan nueva información sobre la estructura de los campos magnéticos justo fuera del agujero negro, revelando que solo los modelos teóricos con gas fuertemente magnetizado pueden explicar lo que los astrónomos están viendo en el horizonte de eventos.

"Se teoriza que los campos magnéticos conectan los agujeros negros con el plasma caliente que los rodea", dice Daniel Palumbo, coautor e investigador del Centro de Astrofísica. "Comprender la estructura de estos campos es el primer paso para comprender cómo se puede extraer energía de los agujeros negros giratorios para producir chorros de gran alcance".

Para observar el corazón de la galaxia M87, la colaboración EHT vinculó ocho telescopios en todo el mundo, incluido el Matriz Submilimétrica del Observatorio Astrofísico Smithsonian, para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. La impresionante resolución obtenida con el EHT es equivalente a la necesaria para obtener una imagen de una tarjeta de crédito en la superficie de la Luna.

Este poder de resolución sin precedentes permitió al equipo observar directamente el agujero negro con luz polarizada, revelando la presencia de un campo magnético estructurado cerca del horizonte de eventos.

"Esta primera imagen polarizada del agujero negro en M87 es solo el comienzo", dice Dominic Pesce, investigador de CfA y coautor del estudio. "A medida que el EHT continúa creciendo, las observaciones futuras refinarán la imagen y nos permitirán estudiar cómo cambia la estructura del campo magnético con el tiempo".

Sheperd Doeleman, director fundador de EHT, agregó: "Incluso ahora estamos diseñando un EHT de próxima generación que nos permitirá hacer las primeras películas de agujeros negros. Estén atentos al verdadero cine de agujeros negros".

La colaboración EHT involucra a más de 300 investigadores de todo el mundo e incluye a 30 científicos e ingenieros en el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian.

Acerca del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian

El Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian es una colaboración entre Harvard y el Smithsonian diseñada para plantear, y en última instancia responder, las mayores preguntas sin resolver de la humanidad sobre la naturaleza del universo. El Centro de Astrofísica tiene su sede en Cambridge, MA, con instalaciones de investigación en los EE. UU. Y en todo el mundo.

Acerca de la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT)

La colaboración de EHT involucra a más de 300 investigadores de África, Asia, Europa, América del Norte y del Sur. La colaboración internacional está trabajando para capturar las imágenes de agujeros negros más detalladas jamás obtenidas mediante la creación de un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Con el respaldo de una inversión internacional considerable, el EHT vincula los telescopios existentes utilizando sistemas novedosos, creando un instrumento fundamentalmente nuevo con el mayor poder de resolución angular que se haya logrado hasta ahora.

Los telescopios individuales involucrados son: ALMA, APEX, el telescopio IRAM de 30 metros, el observatorio IRAM NOEMA, el telescopio James Clerk Maxwell, el gran telescopio milimétrico, la matriz submilimétrica, el telescopio submilimétrico, el telescopio del polo sur, el telescopio Kitt Peak. y el Telescopio de Groenlandia.

El consorcio EHT está formado por 13 instituciones interesadas: el Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sínica, la Universidad de Arizona, el Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, la Universidad de Chicago, el Observatorio de Asia Oriental, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Gran Telescopio Milimétrico, Instituto Max Planck de Radioastronomía, Observatorio Haystack del MIT, Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Instituto Perimetral de Física Teórica y la Universidad de Radboud.


Cómo grabar un agujero negro

El próximo gran objetivo del proyecto es utilizar la matriz expandida para permitir a los científicos capturar las primeras películas de agujeros negros. Cuando se trata de ver la forma en que un agujero negro cambia con el tiempo, el enorme tamaño de M87 brinda una ventaja al permitir a los científicos capturarlo en imágenes o videos.

"Para M87, que es un monstruo, es seis mil quinientos millones de veces la masa de nuestro sol", dijo Doeleman. & # 8220 El tiempo que lleva orbitar alrededor del agujero negro en la órbita más cercana por la que la materia puede moverse es del orden de días, o más probablemente un mes más o menos.

& # 8220Así que si quisieras ver el agujero negro evolucionar ante tus ojos, lo harías con fotografía de lapso de tiempo. Tomas una imagen una semana, y luego una semana después, y luego una semana después, y si lo hicieras durante unos meses, tendrías una película que podrías reproducir que te mostraría cómo el agujero negro está cambiando de forma. cómo el plasma alrededor del agujero negro está siendo sacudido y arrastrado, cómo se lanzan chorros desde el polo norte y sur. & # 8221

La concepción de un artista de un agujero negro que genera un chorro. NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital

Sin embargo, cuando se trata del agujero negro en el centro de la Vía Láctea, observarlo a lo largo del tiempo es mucho más difícil debido a su tamaño comparativamente pequeño. & # 8220Sagittarius A * es un animal completamente diferente, & # 8221 Doeleman explicó. & # 8220S & # 8217s cuatro millones de masas solares, por lo que evoluciona tan rápidamente que los objetos orbitan a su alrededor en media hora. Tratar de capturar una imagen de eso es, desafortunadamente, como abrir la tapa de la lente y exponer la película mientras un corredor pasa corriendo. Será muy borroso.

& # 8220Pero si podemos tomar instantáneas, entonces podremos unirlas para hacer una película. Y para eso, tenemos gente que desarrolla nuevos algoritmos. En lugar de combinar todos los datos de una noche, miran instantáneas y luego se aseguran de que sean fluidas y continuas mientras construimos una película. & # 8221

Mediante el uso de algoritmos complejos, los científicos pueden extraer más información útil de los datos que recopilan, lo que conduce a imágenes más nítidas y precisas y a la posibilidad de nuevos formatos como películas.


Agujeros negros inesperadamente grandes y materia oscura

El agujero negro M87 lanza columnas relativistas de gas 5000 ly desde el centro de la galaxia (NASA)

Pasé 5 minutos tratando de pensar en un título para esta publicación. Sabía lo que quería decir, pero el tema es tan & # 8220 por ahí & # 8221 & # 8217 que no estoy seguro de si algún título sería adecuado. Resulta que el título no importa realmente, así que opté por algo más descriptivo.

Entonces, ¿de qué se trata esto? ¿Los astrónomos creen que podrán & # 8220 ver & # 8221 un agujero negro supermasivo en una galaxia a 55 millones de años luz de distancia? Seguramente eso no es & # 8217t posible. De hecho, podría serlo.

Cuando la interferometría de línea de base muy larga es el rey

En junio, informé que los radioastrónomos podrían usar una futura red de antenas de radio como parte de una campaña de interferometría de línea de base muy larga (VLBI). Con suficientes observatorios, es posible que podamos resolver el horizonte de sucesos del agujero negro supermasivo que acecha en el centro de la Vía Láctea, a unos 26.000 años luz de distancia del Sistema Solar.

Lo más emocionante es que las observaciones submilimétricas existentes de Sgr. A * (la fuente de radio en el centro de nuestra galaxia donde vive el agujero negro de 4 millones de masas solares) sugiere que hay algún tipo de estructura activa que rodea el horizonte de eventos del agujero negro # 8217. Si este es el caso, un modesto VLBI de 7 antenas podría observar llamaradas dinámicas a medida que la materia cae en el horizonte de eventos.

Sería un logro científico fenomenal ver un estallido después de que Sgr se comiera una estrella. A *, o para ver la rotación de un horizonte de sucesos de agujero negro posiblemente girando.

Todo esto puede ser una posibilidad, y mediante una combinación de Sgr. Con una masa * & # 8217 y una proximidad relativamente cercana a la Tierra, se predice que el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia # 8217 tendrá el horizonte de eventos aparente más grande en el cielo.

M87 podría estar muy lejos, pero & # 8230

Resulta que podría haber otro retador para Sgr. A * & # 8217s & # 8220 el horizonte de eventos aparente más grande & # 8221 corona. Sentado en el centro de la galaxia activa llamada M87, 55 millón años luz de distancia (eso & # 8217s más de 2.000 veces más lejos que Sgr. A *), es un gigante del agujero negro.

El agujero negro supermasivo de M87 y # 8217 consume grandes cantidades de materia, arrojando chorros de gas a 5.000 años luz del núcleo de la galaxia elíptica gigante. Y hasta ahora, los astrónomos han subestimado el tamaño de este monstruo.

Karl Gebhardt (Universidad de Texas en Austin) y Thomas Jens (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania) volvieron a mirar M87 y pesaron la galaxia examinando datos de observación con un modelo de supercomputadora. Este nuevo modelo explica el halo teorizado de materia oscura invisible que rodea a M87. Este análisis arrojó un resultado impactante: el agujero negro supermasivo central debería tener una masa de 6.400 millones de soles, el doble de la masa de las estimaciones anteriores.

Por lo tanto, el agujero negro M87 es alrededor de 1.600 veces más masivo que el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia # 8217.

¿Una medida para la materia oscura?

Ahora que el agujero negro M87 es mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente, existe la tentadora posibilidad de utilizar el VLBI propuesto para obtener imágenes del agujero negro M87 y Sgr. A *, ya que ambos deberían tener dimensiones de horizonte de eventos comparables cuando se ven desde la Tierra.

También me viene a la mente otra posibilidad. Una vez que se prueba un VLBI internacional y se demuestra que es un & # 8220 telescopio de horizonte de sucesos & # 8221, si podemos medir el tamaño del agujero negro M87, y se confirma que su masa está de acuerdo con el modelo de Gebhardt-Jens, quizás tengamos uno de los primeros métodos indirectos para medir la masa de materia oscura que rodea una galaxia.

Oh, sí, esto debería estar bien.

¡ACTUALIZAR! Qué mal de mi parte, olvidé incluir la mejor melodía de agujero negro de todos los tiempos:

Publicación: La masa del agujero negro, la relación masa estelar / luz y el halo de materia oscura en M87, Karl Gebhardt y col. 2009 ApJ 700 1690-1701, doi: 10.1088 / 0004-637X / 700/2/1690.
Vía: New Scientist


La nueva tecnología es un 'multiplicador científico' para la astronomía

La primera imagen de un agujero negro del Event Horizon Telescope en 2019 se habilitó en el soporte de la parte b para el programa de Instrumentación y Tecnologías Avanzadas de la NSF. Crédito: NASA

La financiación federal de nuevas tecnologías es crucial para la astronomía, según los resultados de un estudio publicado el 21 de septiembre en el Revista de telescopios, instrumentos y sistemas astronómicos.

El estudio rastreó el impacto a largo plazo de la financiación inicial inicial obtenida de la National Science Foundation. Muchos de los avances clave en astronomía durante las últimas tres décadas se beneficiaron directa o indirectamente de esta financiación inicial inicial.

Durante los últimos 30 años, el programa de Instrumentación y Tecnologías Avanzadas de NSF ha ayudado a los astrónomos a desarrollar nuevas formas de estudiar el universo. Dichos dispositivos pueden incluir cámaras u otros instrumentos, así como innovaciones en el diseño de telescopios. El estudio rastreó los orígenes de algunas tecnologías de caballo de batalla que se utilizan hoy en día hasta sus humildes orígenes hace años o incluso décadas en las primeras subvenciones de NSF. El estudio también exploró el impacto de las tecnologías que ahora están avanzando en el estado de la técnica.

El impacto de la investigación en tecnología e instrumentación se desarrolla a largo plazo. "La nueva tecnología es un multiplicador de la ciencia", dijo el autor del estudio Peter Kurczynski, quien se desempeñó como Director de Programa en la Fundación Nacional de Ciencia y ahora es el Científico Jefe de Orígenes Cósmicos en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. "Permite nuevas formas de observar el universo que nunca antes fueron posibles". Como resultado, los astrónomos pueden hacer mejores observaciones y obtener conocimientos más profundos sobre los misterios del cosmos.

El estudio también analizó el impacto de la investigación financiada por subvenciones en la literatura revisada por pares. Los trabajos resultantes de subvenciones de tecnología e instrumentación se citan con la misma frecuencia que los resultantes de subvenciones de ciencia pura, según el estudio. Los científicos de instrumentación "escriben artículos en el mismo grado y con el mismo impacto que sus pares que no construyen instrumentos", dijo Staša Milojevi, profesora asociada de informática y directora del Centro de Investigación de Redes y Sistemas Complejos en la Escuela Luddy de Informática, Computación e Ingeniería en la Universidad de Indiana, quien es coautora del estudio.

También es de destacar que la investigación financiada por subvenciones de la NSF se citó con más frecuencia en general que la literatura astronómica general. Se considera que NSF ha establecido el estándar de oro en el proceso de revisión de méritos para seleccionar investigaciones prometedoras para su financiación.

Un revisor anónimo describió el artículo como un "registro de referencia para cualquiera que necesite conocer la historia básica de muchos avances en tecnología astronómica". Las mejores observaciones siempre han mejorado nuestra comprensión del universo. Desde el nacimiento de la astronomía moderna en la Edad Media hasta nuestros días, los astrónomos han confiado en las nuevas tecnologías para revelar los detalles sutiles del cielo nocturno con una sofisticación cada vez mayor.


Un paso más cerca del horizonte de sucesos de Black Hole

Un equipo internacional de astrofísicos midió por primera vez el agujero negro & # 8217s 'punto de no retorno' & # 8211 la distancia más cercana a la que puede acercarse la materia antes de ser arrastrada irremediablemente al agujero negro.

La concepción de este artista muestra la región que rodea inmediatamente a un agujero negro supermasivo. El agujero negro está orbitado por un disco grueso de gas caliente. El centro del disco se ilumina al rojo vivo, mientras que el borde del disco se muestra en una silueta oscura. Los campos magnéticos canalizan algo de material en un flujo de salida en forma de chorro & # 8211 los mechones verdosos que se extienden hacia la parte superior derecha e inferior izquierda. Una línea de puntos marca la órbita circular estable más interna, que es la distancia más cercana a la que el material puede orbitar antes de volverse inestable y sumergirse en el agujero negro (Chris Fach / Perimeter Institute & amp University of Waterloo)

& # 8220Una vez que los objetos caen a través del horizonte de eventos, & # 8217 se pierden para siempre & # 8221, dijo el Dr. Sheperd Doeleman, director asistente del Observatorio Haystack del MIT e investigador asociado en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, quien dirigió el estudio publicado en el Science Express. & # 8220Es & # 8217 una puerta de salida de nuestro Universo. Entras por esa puerta, no vas a volver. & # 8221

El equipo examinó el agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia elíptica gigante llamada Messier 87, que se encuentra a unos 50 millones de años luz de la Tierra. Ese agujero negro es 6 mil millones de veces más masivo que el Sol. Está rodeado por un disco de acreción de gas girando hacia el agujero negro y las fauces # 8217. Aunque el agujero negro es invisible, el disco de acreción está lo suficientemente caliente como para brillar.

& # 8220Aunque este agujero negro está lejos, es tan grande que su tamaño aparente en el cielo es aproximadamente el mismo que el agujero negro en el centro de la Vía Láctea & # 8221, dijo el coautor, el Dr. Jonathan Weintroub de el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. & # 8220 Eso lo convierte en un objetivo ideal para el estudio. & # 8221

De acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein, la masa y el giro de un agujero negro determinan qué tan cerca puede orbitar el material antes de volverse inestable y caer hacia el horizonte de eventos. El equipo pudo medir esta órbita estable más interna y descubrió que es sólo 5,5 veces el tamaño del horizonte de eventos del agujero negro. Este tamaño sugiere que el disco de acreción gira en la misma dirección que el agujero negro.

Las observaciones se realizaron uniendo radiotelescopios en Hawai, Arizona y California para crear un telescopio virtual llamado Event Horizon Telescope. El telescopio es capaz de ver detalles 2.000 veces más finos que el telescopio espacial Hubble.

El equipo planea expandir su conjunto de telescopios, agregando antenas de radio en Chile, Europa, México, Groenlandia y el Polo Sur, para obtener imágenes aún más detalladas de los agujeros negros en el futuro.

Información bibliográfica: Sheperd S. Doeleman et al. Estructura de lanzamiento de chorro resuelta cerca del agujero negro supermasivo en M87. Ciencias, publicado en línea el 27 de septiembre de 2012 doi: 10.1126 / science.1224768


Los astrónomos miden un agujero negro y rsquos y ldquoPoint de no retorno y rdquo

Esta concepción de artista y rsquos muestra la región que rodea inmediatamente a un agujero negro supermasivo (la mancha negra cerca del centro). El agujero negro está orbitado por un disco grueso de gas caliente. El centro del disco se ilumina al rojo vivo, mientras que el borde del disco se muestra en una silueta oscura. Los campos magnéticos canalizan algo de material en un flujo de salida similar a un chorro y destruyen los mechones verdosos que se extienden hacia la parte superior derecha e inferior izquierda. Una línea de puntos marca la órbita circular estable más interna, que es la distancia más cercana a la que el material puede orbitar antes de volverse inestable y sumergirse en el agujero negro. Crédito: Chris Fach (Instituto Perimetral y Universidad de Waterloo)

Por primera vez, un equipo internacional de astrónomos ha medido un agujero negro y un punto sin retorno, la distancia más cercana a la que puede acercarse la materia antes de ser arrastrada irremediablemente al interior del agujero negro.

Utilizando un telescopio que abarca un continente, un equipo internacional de astrónomos ha observado el borde de un agujero negro en el centro de una galaxia distante. Por primera vez, han medido el agujero negro y el punto de no retorno, la distancia más cercana a la que puede acercarse la materia antes de ser arrastrada irremediablemente al interior del agujero negro.

Un agujero negro es una región del espacio donde la fuerza de la gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Su límite se conoce como horizonte de eventos.

"Una vez que los objetos caen a través del horizonte de eventos, se pierden para siempre", dice el autor principal Shep Doeleman, director asistente del Observatorio Haystack del MIT e investigador asociado en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA). & ldquoIt & rsquos una puerta de salida de nuestro universo. Entras por esa puerta, no quieres volver. & Rdquo

El equipo examinó el agujero negro en el centro de una galaxia elíptica gigante llamada Messier 87 (M87), que se encuentra a unos 50 millones de años luz de la Tierra. El agujero negro es 6 mil millones de veces más masivo que el sol. Está rodeado por un disco de acreción de gas arremolinándose hacia el agujero negro y las fauces de los rsquos. Aunque el agujero negro es invisible, el disco de acreción está lo suficientemente caliente como para brillar.

"A pesar de que este agujero negro está lejos, es tan grande que su tamaño aparente en el cielo es aproximadamente el mismo que el del agujero negro en el centro de la Vía Láctea", dice el coautor Jonathan Weintroub de la CfA. & ldquoEso lo convierte en un objetivo ideal para estudiar. & rdquo

Según la teoría de la relatividad general de Einstein y rsquos, la masa y el giro de un agujero negro y rsquos determinan qué tan cerca puede orbitar el material antes de volverse inestable y caer hacia el horizonte de eventos. El equipo pudo medir esta órbita estable más interna y descubrió que es solo 5,5 veces el tamaño del horizonte de eventos del agujero negro y rsquos. Este tamaño sugiere que el disco de acreción gira en la misma dirección que el agujero negro.

El flujo desde el centro de la galaxia M87 como un reflector cósmico es uno de los fenómenos más asombrosos de la naturaleza, un chorro de partículas subatómicas impulsado por un agujero negro que viaja casi a la velocidad de la luz. En esta imagen del Telescopio Espacial Hubble, el azul del chorro contrasta con el brillo amarillo de la luz combinada de miles de millones de estrellas invisibles y los cúmulos globulares amarillos en forma de puntos que componen esta galaxia. Crédito: NASA y el equipo de Hubble Heritage

Las observaciones se realizaron uniendo radiotelescopios en Hawai, Arizona y California para crear un telescopio virtual llamado Event Horizon Telescope, o EHT. El EHT es capaz de ver detalles 2.000 veces más finos que el telescopio espacial Hubble.

El equipo planea expandir su conjunto de telescopios, agregando antenas de radio en Chile, Europa, México, Groenlandia y el Polo Sur, para obtener imágenes aún más detalladas de los agujeros negros en el futuro.


El nuevo telescopio de Groenlandia está en funcionamiento

El gran telescopio en Groenlandia, cerca de la base aérea de Thule. Crédito: CfA

Groenlandia ahora puede presumir de albergar un gran radiotelescopio operativo, con un plato que mide 12 metros de diámetro.

El Greenland Telescope se instaló en 2017 y ahora es parte de una red global de telescopios, incluido el gran observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) en Chile.

Se encuentra en la costa noroeste de la base aérea estadounidense Thule y es parte de un ambicioso proyecto, el Event Horizon Telescope (EHT), para estudiar los agujeros negros.

Los agujeros negros son áreas del espacio donde la concentración de materia es tan alta que la gravedad es increíblemente fuerte. Tan fuerte, de hecho, que ninguna luz puede escapar cuando se acerca demasiado.

Galaxy M87 contiene un gigantesco agujero negro

El proyecto EHT generará imágenes de dos grandes agujeros negros: uno en el medio de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, y otro agujero negro más grande, en el centro de la galaxia cercana M87.

Otros telescopios en Chile y Hawai apuntarán en la misma dirección, y se combinarán los datos de todos los telescopios del proyecto EHT para producir las imágenes.

"El EHT esencialmente convierte todo el mundo en un radiotelescopio gigante, y cuanto más alejadas estén las antenas de radio en la matriz, más nítidas serán las imágenes que el EHT puede hacer", dice el líder del proyecto EHT, Sheperd Doeleman del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. , EE.UU.

"El Telescopio de Groenlandia nos ayudará a obtener la mejor imagen posible de un agujero negro supermasivo fuera de nuestra galaxia", dice.

De hecho, sin el Telescopio de Groenlandia, los astrónomos no podrían obtener imágenes del agujero negro de la galaxia M87.

El telescopio ve la sombra de un agujero negro

Los agujeros negros no son fáciles de observar, ya que no brillan. Instead, astronomers try to catch a glimpse of the shadow they cast, says Marianne Vestergaard, associate professor at the Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen, Denmark.

"We hope to see the shadow of the black hole. There will be a glow of light from gas and plasma around the black hole from material that is about to be engulfed. But since the black hole does not shine, its silhouette will appear dark surrounded by light," she says.

Data from telescopes in Chile, Hawaii, and Greenland, will be combined to produce an image of a black hole. Credit: ASIAA

Such an image would be excellent evidence for the existence of black holes, should anyone still be in doubt, which is unlikely after the gravitational waves caused by two merging black holes were detected in 2016.

Scientists also want to study the jets of material ejected from the holes—the so-called radio-jets, says Vestergaard. For example, they would like to know how and where the jets are formed in relation to the black hole. Vestergaard studies black holes, but is not directly involved with the ETH project.

The first image of a black hole is on the way

The Greenland Telescope is now fully operational and collecting data, but there are plans to move it further inland, away from the relatively moist air on the coast, and up high on to the summit of the ice sheet where the air is drier.

"Moving the telescope up to the ice sheet where it can be of most use, is absolutely desirable," says Vestergaard.

Greenlandic students visit the telescope, which will also be used for teaching. Credit: CfA

"On top of the ice sheet, you are about three kilometres above sea level. The shorter distance the signal has to go through the atmosphere, the less it is absorbed," she says.

The project has several years to run in order to collect enough data to create sharp images. But astronomers are already beginning to analyse the preliminary data, and it could be just a few months before they produce the first, albeit fuzzy, images of a black hole.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de ScienceNordic, la fuente confiable de noticias científicas en inglés de los países nórdicos. Lea la historia original aquí.