Los astrónomos del proyecto Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés) obtuvieron la primera imagen polarizada de un agujero negro.
En 2019, el mismo equipo obtuvo la primera imagen de un agujero negro. Ambas imágenes fueron tomadas del mismo objeto en el centro de la galaxia M87.
La imagen de 2019, que muestra una estructura brillante en forma de anillo con una región central oscura, que es la sombra del agujero negro, supuso un gran avance en nuestro conocimiento de estos exóticos objetos astrofísicos.
Dos años después, se publicó la nueva imagen con información sobre la polarización.
Es la primera vez que los astrónomos miden la polarización, una marca de los campos magnéticos, tan cerca de un agujero negro, según una declaración. La nueva imagen es similar a la primera, pero con líneas nítidas que muestran la orientación de la polarización.
«Ahora estamos viendo la siguiente pieza crucial de evidencia para entender cómo se comportan los campos magnéticos alrededor de los agujeros negros, y cómo la actividad en esta región muy compacta del espacio puede impulsar poderosos chorros que se extienden mucho más allá de la galaxia», dijo Monika Mościbrodzka, Coordinadora del Grupo de Trabajo de Polarimetría del EHT, en el comunicado.
La polarización es una propiedad de la luz en la que esta prefiere oscilar en una dirección específica. Tiene amplias aplicaciones en la vida cotidiana, desde las gafas de cine en 3D hasta las gafas de sol polarizadas que ayudan a filtrar el resplandor.
También puede ser una poderosa herramienta para los astrónomos, porque revela la estructura del campo magnético en un plasma magnetizado muy potente.
«Las imágenes polarizadas recién publicadas son clave para entender cómo el campo magnético permite al agujero negro ‘comer’ materia y lanzar potentes chorros», afirma Andrew Chael, integrante del proyecto de colaboración internacional EHT, en el comunicado.
El agujero negro M87 es muy activo y extremo, ya que consume una enorme cantidad de la materia circundante y lanza un chorro de plasma relativista. El chorro es muy brillante y puede extenderse hasta miles de años luz del agujero negro.
Sin embargo, el origen del chorro sigue siendo en gran parte desconocido para los astrónomos. En particular, el tamaño del chorro puede superar el de la galaxia M87, pero procede de una región minúscula, más pequeña que nuestro sistema solar.
Además, el mecanismo de radiación que produce la luz polarizada del agujero negro, el sincrotrón de electrones, es un proceso de radiación crucial que ocurre en los reactores nucleares. Para los científicos es importante comprender este mecanismo físico en entornos extremos como la vecindad de un agujero negro.
«Las observaciones sugieren que los campos magnéticos en el borde del agujero negro son lo suficientemente fuertes como para empujar el gas caliente y ayudarlo a resistir la atracción de la gravedad. Únicamente el gas que se desliza a través del campo puede entrar en espiral hacia el horizonte de sucesos», explica Jason Dexter, coordinador del Grupo de Trabajo de la Teoría EHT, en el comunicado.
Para observar el agujero negro M87, el grupo EHT enlazó ocho telescopios de todo el mundo, entre ellos el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Atacama Pathfinder Experiment (APEX), para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Utilizando una técnica avanzada llamada radiointerferometría, la resolución del EHT es capaz de ver un objeto del tamaño de una tarjeta de crédito en la superficie de la Luna.
«Con ALMA y APEX, que gracias a su ubicación en el sur mejoran la calidad de la imagen añadiendo dispersión geográfica a la red del EHT, los científicos europeos pudieron desempeñar un papel central en la investigación», dijo Ciska Kemper, científica del programa europeo ALMA en el Observatorio Europeo Austral (ESO), en un comunicado de prensa. «Con sus 66 antenas, ALMA domina la captación global de señales en luz polarizada, mientras que APEX ha sido esencial para la calibración de la imagen».
«Los datos de ALMA también fueron cruciales para calibrar, obtener imágenes e interpretar las observaciones del EHT, proporcionando estrictas restricciones a los modelos teóricos que explican cómo se comporta la materia cerca del horizonte de eventos de los agujeros negros», dijo Ciriaco Goddi, científico de la Universidad de Radboud y del Observatorio de Leiden, en Holanda, en el comunicado de prensa.
«El EHT está avanzando rápidamente, con actualizaciones tecnológicas de la red y la incorporación de nuevos observatorios. Esperamos que las futuras observaciones del EHT revelen con mayor precisión la estructura del campo magnético alrededor del agujero negro y nos digan más sobre la física del gas caliente en esta región», dijo Jongho Park, miembro de la colaboración del EHT, en el comunicado de prensa.
El nuevo trabajo se describe en dos artículos de la revista Astrophysical Journal Letters, con un estudio relacionado también publicado en dicha revista.
(Crédito del video: ESO)
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