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

Esta es la primera observación directa que confirma la presencia del 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, que está distorsionado por la gravedad del agujero negro. Los astrónomos han dicho que el agujero negro es 4 millones de veces más masivo que nuestro sol.

“Durante décadas, los astrónomos se han preguntado qué hay en el corazón de nuestra galaxia, empujando a las estrellas a órbitas estrechas gracias a su inmensa gravedad”, dijo Michael Johnson, astrofísico del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, dijo en un comunicado.

“Con la imagen (Event Horizon Telescope o EHT), nos hemos acercado mil veces más que estas órbitas, donde la gravedad se vuelve un millón de veces más fuerte. A esta distancia cercana, el agujero negro está acelerando la materia a una velocidad cercana a la velocidad de la luz y dobla las trayectorias de los fotones en el espacio-tiempo deformado”.

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, por lo que estamos tan lejos del centro galáctico. Si pudiéramos ver esto en nuestro 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 predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein”, dijo Geoffrey Bower, científico del proyecto EHT, Instituto de Astronomía y Ciencia Astrofísica, Academia Sínica, Taipei, en un comunicado.

“Estas observaciones sin precedentes han mejorado drásticamente nuestra comprensión de lo que sucede en el centro de nuestra galaxia y ofrecen nuevos conocimientos sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno”.

Los resultados de este innovador descubrimiento se publicaron el jueves en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters.

En busca del agujero negro

Los astrónomos tardaron cinco años en capturar y confirmar esta imagen y descubrimiento. Anteriormente, los científicos observaron estrellas que orbitaban alrededor de un objeto masivo e invisible en el centro de la galaxia.

El Premio Nobel de Física 2020 ha sido otorgado a los científicos Roger Penrose, Reinhard Genzel y Andrea Ghez por sus descubrimientos sobre los agujeros negros, incluida la evidencia compartida por Ghez y Genzel sobre la masa del objeto en el centro de la Vía Láctea.
Premio Nobel de Física otorgado por descubrimientos de agujeros negros que revelaron la

“Ahora vemos que el agujero negro está tragando gas y luz cercanos, arrastrándolos a un pozo sin fondo”, dijo Ramesh Narayan, astrofísico teórico del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, dijo en un comunicado. “Esta imagen confirma décadas de trabajo teórico para comprender cómo comen los agujeros negros”.

El descubrimiento fue posible gracias a más de 300 investigadores de 80 instituciones que trabajan con una 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 ninguna luz puede escapar de un agujero negro. Esta red global de telescopios forma esencialmente un solo telescopio virtual “del tamaño de la Tierra” cuando los ocho están conectados y observan en tándem.

Esta es la segunda imagen jamás capturada de un agujero negro, la primera fue la adquisición por parte del EHT de imágenes M87* en el corazón de la distante galaxia Messier 87, ubicada a 55 millones de años luz de distancia en 2019.
Estos paneles muestran las dos primeras imágenes de agujeros negros.  A la izquierda, M87* ya la derecha, Sagitario A*.

Aunque las dos imágenes parecen similares, Sagitario A* es más de 1000 veces más pequeño que 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 increíblemente similares”, dijo Sera Markoff, copresidenta del Consejo de Ciencias de EHT y profesora de astrofísica teórica. en la Universidad de Ámsterdam, en un comunicado.

“Esto nos dice que (la teoría de la relatividad general de Einstein) gobierna estos objetos de cerca, y cualquier diferencia que veamos más lejos debe deberse a diferencias en el material que rodea los agujeros negros”.

Capturando una imagen imposible

Aunque el agujero negro de la Vía Láctea está más cerca de la Tierra, era mucho más difícil de imaginar.

“El gas cerca de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad, casi tan rápido como la luz, alrededor de Sgr A* y M87*”, dijo el científico del EHT Chi-kwan Chan del Observatorio Steward y del Departamento de Astronomía y el Instituto de Ciencia de Datos en el Universidad de Arizona, dijo en un comunicado.

“Pero donde el gas tarda días o incluso semanas en orbitar el M87* más grande, en el mucho más pequeño Sgr A* completa una órbita en minutos. Esto significa que el brillo y el patrón del gas alrededor de Sgr A* estaban cambiando rápidamente a medida que la colaboración de EHT lo observó, como si tratara de tomar una imagen clara de un cachorro que se persigue rápidamente la cola”.

Si los 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 mundial de astrónomos tuvo que desarrollar nuevas herramientas para permitir el rápido movimiento del gas alrededor de Sagitario A*. La imagen resultante es un promedio de diferentes tomas del equipo. Tomar la imagen de Sagitario A* fue como capturar una foto de un grano de sal en Nueva York usando una cámara en Los Ángeles, según investigadores del Instituto de Tecnología de California.

“Esta imagen del Event Horizon Telescope requería más que solo tomar fotografías de telescopios en la cima de altas montañas. Es el producto de observaciones telescópicas técnicamente desafiantes y algoritmos computacionales innovadores”, dijo Katherine Bouman, investigadora de Rosenberg y profesora asistente de informática y ciencias matemáticas. , ingeniería eléctrica y astronomía en Caltech, dijo en una conferencia de prensa.

¿Esa imagen de un agujero negro que has visto en todas partes?  Gracias a este estudiante de posgrado por hacer esto posible
Bouman también trabajó en la captura de la imagen M87* compartida en 2019. A pesar de que la imagen de Sagitario A* puede parecer borrosa, “es una de las imágenes más nítidas de la historia”, dijo Boom.

Cada telescopio ha sido llevado a su límite, llamado límite de difracción, o las máximas características finas que puede ver.

“Y ese es básicamente el nivel que estamos viendo aquí”, dijo Johnson en la conferencia de prensa. “Está borroso porque para obtener una imagen más nítida tenemos que mover nuestros telescopios más lejos o entrar en frecuencias más altas”.

en el horizonte

Tener imágenes de dos agujeros negros muy 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 podría contribuir a la formación y evolución de las galaxias. Se cree que los agujeros negros existen en el centro de la mayoría de las galaxias y actúan como un motor que las alimenta.

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

Mientras tanto, el equipo del EHT está trabajando para expandir el conjunto de telescopios y realizar actualizaciones que podrían conducir a imágenes aún más sorprendentes, e incluso películas, de agujeros negros en el futuro.

El agujero negro de la Vía Láctea expulsó una estrella de nuestra galaxia

Capturar un agujero negro en movimiento puede mostrar cómo cambia con el tiempo y qué hace el gas cuando gira alrededor de un agujero negro. Bouman y el becario de EHT Antonio Fuentes, que se unirá a Caltech como investigador postdoctoral en octubre, están desarrollando métodos que les permitirán unir imágenes del agujero negro para reflejar este movimiento.

Esta “primera imagen directa del gentil gigante en el centro de nuestra galaxia” es solo el comienzo, dijo Feryal Özel, miembro del Consejo de Ciencias de EHT y profesor de astronomía y física y decano asociado de investigación en la Universidad de Arizona, durante la prensa. conferencia.

“Esta imagen es un testimonio de lo que podemos lograr cuando, como comunidad de investigación global, reunimos a nuestras mentes más brillantes para hacer posible lo que parece imposible”, dijo el director de la Fundación Nacional de Ciencias, Sethuraman Panchanathan, en un comunicado de prensa. “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 de todos”.

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