El único agujero negro que hemos visto tiene una sombra que se tambalea

Una simulación del disco de acreción del agujero negro supermasivo M87*. EHT/Hotaka Shiokawa

Hace más de un año, los científicos desataron algo increíble en el mundo: la primera foto de un agujero negro jamás tomada . Al reunir observaciones de radioastronomía realizadas con platos en cuatro continentes, la colaboración conocida como Event Horizon Telescope logró mirar a 53 millones de años luz de distancia y observar un agujero negro supermasivo, que es 6,5 millones de veces la masa del sol y se encuentra en el centro de la galaxia Messier 87 (M87). La imagen histórica de fuego mostró una media luna brillante de gas ultra caliente y escombros que orbitaban el horizonte de eventos del agujero negro, el punto central de no retorno completamente negro que atrapa todo lo que pasa, incluso la luz.

El equipo de EHT acababa de lograr uno de los logros más impresionantes en la historia de la astronomía, pero esto era solo el comienzo. El miércoles, los miembros de la colaboración EHT publicaron nuevos hallazgos en el Diario astrofísico sobre el agujero negro supermasivo de M87 (conocido como M87*), que revela dos nuevas ideas importantes.

En primer lugar, el diámetro de la sombra del horizonte de sucesos no cambia con el tiempo, que es exactamente lo que predice la teoría de la relatividad general de Einstein para un agujero negro supermasivo del tamaño de M87*. Sin embargo, la segunda idea es que la brillante media luna que adorna esta sombra está lejos de ser estable: se tambalea. Hay tanta materia turbulenta alrededor de M87* que tiene sentido que la media luna se salga y se ponga inquieta. Pero el hecho de que podamos observarlo a lo largo del tiempo significa que ahora tenemos un método establecido para estudiar la física de uno de los entornos más extremos del universo.

Queremos comprender la física en las condiciones extremas en la vecindad de un agujero negro y aprender cómo interactúa el agujero negro con la materia en su entorno inmediato, dice Maciek Wielgus, astrónomo del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica y autor principal. del nuevo estudio. Estudiar la dinámica de la apariencia de media luna de un agujero negro es una forma de sondear este entorno fascinante.

Antes del EHT, los científicos no tenían las herramientas sensibles necesarias para estudiar los cambios estructurales por los que pasa un agujero negro. Era como ver una película con una resolución de 1 píxel, dice Wielgus. Ves que el brillo cambia con el tiempo, claramente algo está pasando allí, pero buena suerte para descubrir de qué trata la película.

Telescopio de horizonte de eventos

Los nuevos hallazgos no hacen nuevas observaciones de M87*, sino que caracterizan la media luna de la sombra a través de un nuevo análisis de los datos recopilados entre 2009 y 2013 durante los primeros días del EHT, combinados con el conjunto de datos de 2017 que condujo a la imagen del negro. agujero en primer lugar. Los datos más antiguos eran menos detallados debido a las limitaciones del software y al hardware más limitado, pero abarcaban un período de tiempo más largo. Mientras tanto, el conjunto de datos más nuevo constaba de solo cuatro observaciones de M87* durante una semana, pero era mucho más rico y matizado. Wielgus y su equipo pudieron usar detalles de los nuevos datos para llenar los vacíos en los antiguos, ya que podría agregar un nuevo filtro correctivo a una foto antigua para hacerla más nítida. Bam: tenían un lapso de tiempo de alta calidad de M87*, con escalas de tiempo que se extendían durante varias semanas.

El EHT aún está procesando las observaciones de 2018 y planea realizar nuevas observaciones de M87 el próximo año, utilizando 10 telescopios en total. Esas observaciones, que implicarán un estudio más profundo de la media luna, podrían revelar nuevos conocimientos sobre el giro de un agujero negro, la fuerza de su campo magnético y la microfísica del plasma de la materia circundante. A su vez, los investigadores esperan que esos conocimientos puedan ser parte de un trabajo más grande que resuelva el misterio detrás de algunos de los fenómenos más salvajes involucrados en los agujeros negros supermasivos, como lo que impulsa la eyección de materia altamente ionizada desde su centro.

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