La imagen del agujero negro hace historia

Los científicos han obtenido la primera imagen de un agujero negro, utilizando las observaciones del Telescopio del horizonte de eventos del centro de la galaxia M87. La imagen muestra un anillo brillante formado cuando la luz se curva en la gravedad intensa alrededor de un agujero negro que es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol. Crédito: Event Horizon Telescope Collaboration

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 Event Horizon Telescope (EHT) . EHT es una colaboración internacional cuyo apoyo en los Estados Unidos incluye a la National Science Foundation .

Un agujero negro es un objeto extremadamente denso del cual no puede escapar la luz. Todo lo que venga 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 es 6.5 mil 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 hacer que los telescopios de todo el mundo funcionen en concierto como un solo instrumento, el equipo de EHT logró esto, décadas antes".

Para complementar los hallazgos de EHT, varias naves espaciales de la NASA formaron parte de un gran esfuerzo, coordinado por el Grupo de trabajo de longitud de onda múltiple de EHT, para observar el agujero negro utilizando diferentes longitudes de onda de la luz. Como parte de este esfuerzo, el observatorio espacial de rayos X Chandra de la NASA , la matriz de telescopios espectroscópicos nucleares (NuSTAR) y el telescopio espacial Swift Observatory de Neil Gehrels, todos en sintonía con diferentes variedades de luz de rayos X, dirigieron su mirada al agujero negro M87 alrededor del al mismo tiempo que el EHT en abril de 2017. El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA también estaba atento a los cambios en la luz de rayos gamma de M87 durante las observaciones de EHT. Si EHT observara cambios en la estructura del entorno del agujero negro, los datos de estas misiones y otros telescopios podrían utilizarse para ayudar a determinar qué estaba sucediendo.

Mientras que las observaciones de la NASA no rastrearon 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 avión 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 dramáticos 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 pasando con las partículas cerca del horizonte del evento con lo que podemos medir con nuestros telescopios", dijo Joey Neilsen, un astrónomo de la Universidad de Villanova en Pennsylvania, quien dirigió los análisis de Chandra y NuSTAR en nombre de los EHT. Grupo de trabajo de longitud de onda múltiple.

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 a altas energías desde cerca del horizonte del evento. El EHT fue diseñado en parte para estudiar el origen de este jet 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 y Fermi, así como el experimento de la NASA Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) en la Estación Espacial Internacional, también observaron el agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia Vía Láctea, llamada Sagitario A *, en coordinación con EHT.

Hacer que muchos telescopios diferentes en el suelo 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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