Proyecto internacional capta el mayor detalle obtenido hasta ahora de agujeros negros

 

Gaceta UNAM

Número 5500

02 de agosto de 2024

Ciudad Universitaria

IRyA 

 

Participa Laurent Loinard, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica  

Esta imagen simulada muestra cómo se ve M87* con el Event Horizon Telescope a 86 GHz (rojo), 230 GHz (verde) y 345 GHz (azul); cuanto mayor sea la frecuencia, más nítida será la imagen, lo que revela una estructura, tamaño y forma que antes eran menos perceptibles. 

Crédito imagen: EHT, L. Matthews, D. Pesce.

La Colaboración del Telescopio del Horizonte de Eventos (Event Horizon Telescope EHT), trabajando en conjunto con el observatorio milimétrico y submilimétrico ALMA, ha realizado observaciones de prueba que permitieron alcanzar la mayor resolución jamás obtenida desde la superficie de la Tierra, al detectar luz procedente de los centros de galaxias distantes a una frecuencia alrededor de 345 GHz, equivalente a una longitud de onda de 0.87 mm. Las nuevas detecciones se publicaron en la revista especializada The Astronomical Journal.

“Este resultado representa un logro técnico y científico importante, pues establece un nuevo récord de resolución angular para la astronomía. En el futuro cercano, esto permitirá obtener imágenes de los agujeros negros en el centro de nuestra Galaxia y de M87 con un nivel de nitidez 50 % mejor que lo que el Telescopio de Horizonte de Eventos ha logrado hasta ahora”, destacó Laurent Loinard, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la UNAM, Campus Morelia, y miembro de la Colaboración del EHT.

El Telescopio del Horizonte de Eventos crea un telescopio virtual del tamaño de la Tierra enlazando múltiples antenas de radio en todo el mundo, usando una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga (Very-long-baseline interferometry, VLBI). Para obtener imágenes de mayor resolución, la comunidad astronómica tiene dos opciones: aumentar la distancia entre las antenas de radio u observar en una longitud de onda más corta. Dado que el EHT ya tenía el tamaño de nuestro planeta, aumentar la resolución de las observaciones terrestres requería ampliar su rango de longitud de onda, y eso es lo que la mencionada Colaboración ha hecho ahora.

“Con el EHT vimos las primeras imágenes de agujeros negros al detectar ondas de radio en la longitud de onda de 1.3 mm, pero el anillo brillante que vimos, formado por la luz que se dobla en la gravedad del agujero negro, todavía se veía borroso porque estábamos en los límites absolutos de la nitidez con la que podíamos hacer las imágenes”, explicó el codirector del artículo científico, Alexander Raymond, investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (Estados Unidos). “A 0.87 mm, nuestras imágenes serán más nítidas y detalladas, lo que a su vez probablemente revelará nuevas propiedades, tanto las que se habían predicho anteriormente como tal vez algunas que no se habían pronosticado”.

Ésta es la primera vez que la técnica de VLBI se ha utilizado con éxito en una longitud de onda de 0.87 mm. El nuevo experimento utilizó algunas de las antenas del EHT junto con ALMA para realizar mediciones con una resolución de hasta 19 microsegundos de arco. Con el EHT completo, la colaboración podría ver detalles de hasta 13 microsegundos de arco, como si se observara la tapa de una botella en la Luna desde la Tierra.

Al respecto, el codirector del trabajo, Sheperd “Shep” Doeleman, astrofísico del Centro para la Astrofísica de Harvard y el Smithsoniano (Estados Unidos), y director fundador del EHT, se refirió: “Pensemos en la explosión de detalles adicionales que se obtienen al pasar de fotos en blanco y negro a color. Esta nueva ‘visión en color’ nos permite separar los efectos de la gravedad de Einstein de los campos magnéticos y del gas caliente que alimentan los agujeros negros y lanzan chorros poderosos que fluyen a través de distancias galácticas”. Con esto en mente, comentó que la Colaboración está emocionada de volver a tomar imágenes de M87* y Sgr A* tanto a 1.3 mm como a 0.87 mm, y pasar de detectar “sombras” de agujeros negros a medir con mayor precisión sus tamaños y formas, lo que puede ayudar a estimar el giro de un agujero negro y su orientación en el cielo.

Este logro también proporciona otro paso en el camino hacia la creación de películas de alta fidelidad del entorno del horizonte de eventos de los agujeros negros, que dependerá de las actualizaciones que se realicen en el arreglo de antenas existente. El proyecto EHT de próxima generación (next-generation EHT, ngEHT) agregará nuevas antenas al Telescopio en ubicaciones geográficas optimizadas y mejorará las estaciones existentes actualizándolas para que todas funcionen en múltiples longitudes de onda entre 3 mm y 0.87 mm al mismo tiempo.

Como resultado de estas y otras actualizaciones, se espera que el arreglo global aumente en 10 veces la cantidad de datos nítidos y claros que usa el EHT para obtener imágenes, lo que permitirá a los científicos no sólo producirlas más detalladas y sensibles, sino también contar con películas protagonizadas por estas violentas bestias cósmicas.

Fuente: IRyA. “Proyecto internacional capta el mayor detalle obtenido hasta ahora de agujeros negros”. Gaceta UNAM, 02 de septiembre de 2024, núm 5500. Recuperado de:https://www.gaceta.unam.mx/proyecto-internacional-capta-el-mayor-detalle-obtenido-hasta-ahora-de-agujeros-negros/