Revelada la primera imagen de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea

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 brillante, la luz es desviada 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, atrayendo 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 crece un millón de veces más fuerte. En este rango cercano, un agujero negro acelera la materia para acercarse a la velocidad de la luz y se dobla. los caminos de los fotones en el (espacio-tiempo) retorcido».

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 tener el mismo tamaño que una dona sentada en la luna.

«Nos sorprendió lo bien que el tamaño del anillo coincidía con las expectativas de la teoría general de la relatividad de Einstein», dijo en un comunicado el científico del proyecto EHT, Jeffrey Bauer, del Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica, Taipei.

«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».

Los resultados de este descubrimiento pionero se publicaron el jueves en una edición especial de Cartas de revistas astrofísicas.

Buscando un agujero negro

Los astrónomos tardaron cinco años en capturar y confirmar esta imagen y descubrimiento. Anteriormente, los científicos observaron estrellas que orbitaban alrededor de algunos objetos masivos invisibles en el centro de la galaxia.

Él Premio Nobel de Física 2020 Otorgado a los científicos Roger Penrose, Reinhard Genzel y Andrea Geis por sus descubrimientos sobre los agujeros negros, incluida la evidencia compartida por Geis y Genzel sobre la masa de un objeto en el centro de la Vía Láctea.
El Premio Nobel de Física fue otorgado por los descubrimientos de agujeros negros que revelaron 'agujeros negros'.  Los secretos más oscuros del universo & # 39 ;

Ramesh Narayan, astrofísico teórico del Centro de Astrofísica: «Ahora vemos que el agujero negro está engullendo el gas y la luz cercanos, llevándolos a un cráter sin fondo». Harvard y Smithsonian, en un comunicado. «Esta imagen confirma décadas de trabajo teórico para comprender cómo se comen los agujeros negros».

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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 lleva el nombre del «horizonte de eventos», el punto donde ninguna luz puede escapar del agujero negro. Esta red mundial de telescopios constituye esencialmente un solo telescopio virtual del «tamaño de la Tierra» cuando los ocho están conectados y las observaciones están una al lado de la otra.

Es la segunda imagen tomada de un agujero negro, con un tramo El primero es el logro de EHT de la imagen M87* En el corazón de la lejana galaxia Messier 87, que se encuentra a 55 millones de años luz de distancia, en 2019.
Estos paneles muestran las dos primeras imágenes de un agujero negro.  A la izquierda está el M87*, ya la derecha está el arco A*.

Si bien las dos imágenes se parecen, el arco A* es más de 1000 veces más pequeño que M87*.

«Tenemos dos tipos completamente diferentes de galaxias y dos masas muy diferentes de agujeros negros, pero cerca del borde de estos agujeros negros se ven increíblemente similares», dijo Sera Markov, copresidente del Consejo de Ciencias 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 lejos debe deberse a diferencias en los materiales que rodean los agujeros negros».

Imposible sacar 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 de EHT Chi-kwan Chan en el Observatorio Steward y el Departamento de Astronomía y el Instituto de Ciencia de Datos de la Universidad. de Arizona dijo en un comunicado.

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«Pero cuando el gas tarda días o semanas en orbitar el M87* más grande, en el Sgr A*, que es mucho más pequeño, completa una órbita en solo unos minutos. Esto significa que el brillo y el patrón del gas alrededor de Sgr A* estaban cambiando rápidamente. mientras la colaboración de EHT lo observaba, un poco como tratar de tomar una imagen clara de un cachorro persiguiendo su cola rápidamente”.

Si los dos agujeros negros supermasivos M87* y Sagitario A* estuvieran uno al lado del otro, Sagitario A* quedaría eclipsado por M87*, que es más de 1000 veces más masivo.

La red global de astrónomos tuvo que desarrollar nuevos instrumentos para permitir el rápido movimiento del gas alrededor de Sagitario A*. La imagen resultante es el promedio de las diversas imágenes que tomó el equipo. Capturar la imagen de Sagitario A* fue como tomar una foto de un grano de sal en la ciudad de 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 los telescopios en las cimas de las montañas altas. Es el producto de observaciones telescópicas técnicamente desafiantes y algoritmos computacionales innovadores», dijo Katherine Bowman, investigadora de Rosenberg y profesora asistente de computación y ciencias matemáticas, ingeniería eléctrica y astronomía en el Instituto Tecnológico de California, durante una conferencia de prensa.

¿Esa imagen de un agujero negro que viste por todas partes?  Agradezco a este estudiante de posgrado por hacerlo posible
Bowman también trabajó en la sesión de fotos del M87* Compartido en 2019. A pesar de que la foto de Sagitario A* puede parecer borrosa, «es una de las imágenes más nítidas de la historia», dijo Bowman.

Cada telescopio ha sido empujado a su límite máximo, que se llama límite de difracción, o el número máximo de características diminutas que puede ver.

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«Y ese es básicamente el nivel que estamos viendo aquí», dijo Johnson en la conferencia de prensa. «No está claro porque para que la imagen sea más clara, necesitamos alejar nuestros telescopios o pasar a frecuencias más altas».

Percepción

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 las galaxias. Se cree que los agujeros negros están en el centro de la mayoría de las galaxias y actúan como sus motores.

Sagitario A* se encuentra en el centro de nuestra galaxia, mientras que M87* se encuentra a más de 55 millones de años luz de la Tierra.

Mientras tanto, el equipo del EHT está trabajando para ampliar la red del telescopio y realizar actualizaciones que podrían generar imágenes más sorprendentes e incluso películas de agujeros negros en el futuro.

El agujero negro de la Vía Láctea provocó que una estrella fuera expulsada de nuestra galaxia

Capturar un agujero negro en movimiento puede mostrar cómo cambia con el tiempo y qué hace el gas mientras orbita alrededor del agujero negro. Bowman y el miembro de EHT Antonio Fuentes, quien se unirá a Caltech como investigador postdoctoral en octubre, están desarrollando métodos que les permitirán vincular 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, cuando unimos nuestras mentes como una comunidad de investigación global para hacer lo aparentemente imposible y posible», dijo el director de la Fundación Nacional de Ciencias, Sithuraman Panchanathan, en un comunicado. “El idioma, los continentes e incluso la galaxia no pueden interponerse en el camino de lo que la humanidad puede lograr cuando nos unimos por el bien común de todos”.

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