Esta imagen de un agujero negro supermasivo está simulada por computadora. A finales de 2017, el Event Horizon Telescope tiene como objetivo mostrar al mundo, por primera vez, el anillo brillante del horizonte de sucesos de un agujero negro. NASA, ESA, y D. Coe, J. Anderson, y R. van der Marel (STScI) Un telescopio tan grande como nuestro planeta ha comenzado la monumental tarea de observar el gigantesco agujero negro en el centro de nuestra galaxia. El agujero negro supermasivo se llama Sagitario A *, y acecha en el núcleo de la Vía Láctea aproximadamente 26, 000 años luz de la Tierra.
Las pistas indirectas sobre la existencia de Sagitario A * son fuertes, pero todavía tenemos que "verlo" directamente. Esto es porque, a pesar de su tamaño, el agujero negro está muy lejos y mucho más allá de la capacidad de resolución de nuestros mejores telescopios.
Hasta ahora.
Para visualizar directamente este monstruo cósmico, Los radiotelescopios más potentes del mundo han unido fuerzas para observar Sagitario A *, creando un enorme "telescopio virtual" que es tan ancho como nuestro planeta. Este proyecto se llama Event Horizon Telescope (EHT) y, después de años de planificación, finalmente ha comenzado a observar a Sagitario A *. También comprobará el agujero negro supermasivo de M87, una galaxia en el centro del cúmulo galáctico masivo de Virgo.
"Esta semana presagia un esfuerzo emocionante y desafiante para la astronomía, "France Córdova, el director de la National Science Foundation (NSF), dijo en un comunicado el 5 de abril. "Los radiotelescopios de todo el mundo ... trabajarán en conjunto para probar algunas de las teorías más fundamentales de la física".
Historia del agujero negro
Los agujeros negros reinan como los objetos más desconcertantes y exóticos de nuestro universo. En estas regiones del espacio la física "cotidiana" no se aplica, y domina la teoría de la relatividad general de Einstein.
Se sabe que los agujeros negros supermasivos como Sagitario A * y M87 ocupan el núcleo de la mayoría de las galaxias. Estos objetos masivos pueden ser de millones a miles de millones la masa de nuestro sol y parecen ser tan antiguas como las propias galaxias. Tienen una relación íntima con sus anfitriones galácticos y el poder de desencadenar el nacimiento de estrellas. En cambio, también pueden abortar la capacidad de una galaxia para producir alguna estrellas. Estas complejas relaciones entre el agujero negro y la galaxia abarcan algunas de las preguntas más importantes que se ciernen sobre la cosmología moderna.
La relatividad general predice que la sombra del agujero negro debería ser circular (centro), pero un agujero negro podría tener también una sombra alargada (izquierda) u oblata (derecha). Las observaciones de EHT probarán si estas predicciones son ciertas. D. Psaltis y A. Broderick Aumento del poder de los radiotelescopios con interferometría de línea de base muy larga
Para comprender estos objetos en el corazón de muchas galaxias, tenemos que echarles un buen vistazo. Pero para fotografiar el horizonte de sucesos de Sagitario A *, la región que rodea un agujero negro donde ni siquiera la luz puede escapar de la gravedad de un agujero negro, necesitamos una técnica que combine el poder de muchos telescopios diferentes.
"La invención clave en un telescopio es el 'elemento de enfoque, '", dice el astrofísico teórico Avery E. Broderick, quien es profesor asociado en la Universidad de Waterloo y miembro de la facultad del Instituto Perimetral de Física Teórica en Ontario, Canadá. "Galileo utilizó la propiedad de las lentes; los telescopios modernos usan espejos. El elemento de enfoque toma toda la luz que se extiende a través de la apertura del telescopio y la devuelve a una única ubicación enfocada".
Cuanto mayor sea la apertura del telescopio, cuanta más luz se recolecta y, por lo tanto, más tenues y distantes son los objetos en el cielo nocturno de los que se pueden obtener imágenes. Con la técnica de interferometría basal muy larga, los astrónomos pueden conectar radiotelescopios, distantes entre sí en diferentes países y continentes, para imitar un solo telescopio "virtual" con una apertura tan ancha como la Tierra.
"Registramos las ondas electromagnéticas en las estaciones [del radiotelescopio] individuales, "continúa Broderick." Luego, llevamos los datos a una ubicación central y en una computadora, conocida como correlador, y retrasamos el tiempo que tardaría esa luz en volver al foco principal en el momento adecuado.
"Cuanto más lejos estén las líneas de base [la distancia entre los observatorios], cuanto más pequeña es la escala angular que llegamos a ver ".
El tamaño angular de un objeto astronómico es su tamaño aparente en el cielo desde nuestra perspectiva. Cuanto más lejos está un objeto, cuanto menor sea su tamaño angular. Combinando muchos radiotelescopios diferentes, La interferometría de línea de base muy larga puede permitir a los astrónomos ver escalas angulares más pequeñas y, por lo tanto, obtener imágenes de objetos muy distantes que de otro modo no podríamos ver. Y la escala angular del EHT es asombrosa; tendrá el poder de resolver algo del tamaño de una uva que yace en la superficie de la luna. Esto significa que el distante Sagitario A * todavía está dentro de las capacidades de resolución del EHT.
Es totalmente posible que podamos ver algo totalmente diferente, y esa es probablemente la posibilidad más emocionante. Avery E. Broderick, Astrofísica Teórica y Profesora Asociada, Universidad de WaterlooCombinando y correlacionando las señales de observatorios individuales de todo el mundo, algunos con líneas de base de más de 12, 000 millas (19, 312 kilómetros), no es una tarea fácil. Pero una vez que esto se logra, Los astrónomos de EHT esperan poder resolver una imagen de la sombra de Sagitario A * y ver estructuras a pequeña escala que rodean el agujero negro. confirmando algunas de las teorías más extremas de la física en este entorno de fuerte gravedad y, quizás, revelando algunas sorpresas en el camino.
"Sagitario A * se convertirá en un laboratorio para que entendamos cómo crecieron estos gigantes, "dice Broderick.
Los agujeros negros son bien conocidos como comedores feroces. Sus increíbles gravedades atraen material local:polvo, gas y estrellas, que luego se energiza violentamente y se calienta en un disco de remolinos, gas caliente. Luego, tiempo extraordinario, parte de este material es absorbido por el agujero negro, aumentando su masa. Sin embargo, ya que no hemos podido ver directamente lo que está sucediendo cerca del horizonte de eventos del agujero negro, cómo funciona esta acumulación ha sido un misterio.
Pero cuando el EHT se conecta, "Deberíamos poder observar la turbulencia magnética que creemos impulsa esta acumulación, "Broderick señala." Deberíamos poder observar los remolinos turbulentos [girar]; un poco como ver agua turbulenta en un arroyo ".
Esperar, Hay más
Aunque Sagitario A * es sin duda el agujero negro supermasivo más cercano (y más conocido) a la Tierra, es solo la mitad de la historia.
"Existen dos fuentes (de radio) que están en el expediente este año:Sagitario A * y también M87, "dice Broderick. Y el agujero negro de M87 es muy diferente de Sagitario A *.
Aunque M87 es alrededor de 2, 000 veces más lejos de la Tierra que Sagitario A *, son más de 2, 000 veces más masivo, por lo que aparecerá en el cielo para el EHT como aproximadamente del mismo tamaño angular. Y lo que es más, se sabe que este agujero negro es extremadamente activo, lanzando gases al espacio casi a la velocidad de la luz. Cómo se forman estos chorros es un misterio; después de todo, los agujeros negros son más conocidos por consumir materia, ¡No escupirlo al espacio!
Por lo tanto, los astrónomos tienen una oportunidad increíble de estudiar dos agujeros negros este año, uno en la Vía Láctea y el otro en una galaxia lejana, dando a los astrónomos una visión sin precedentes de dos objetos muy diferentes.
"Es un viaje de exploración, nunca sabes REALMENTE lo que vas a ver, eso es lo que lo hace emocionante, "Broderick le dice a HowStuffWorks." Creemos que tenemos ideas y he pasado mucho tiempo desarrollando modelos para el EHT ... y averiguamos qué podemos y qué no podemos determinar. Pero es totalmente posible que podamos ver algo totalmente diferente, y esa es probablemente la posibilidad más emocionante ".
Ahora eso es asombrosoEntonces, ¿Cuándo verá el mundo la primera imagen histórica de un agujero negro? Tendremos que ser pacientes. Probablemente no será hasta julio cuando se empezará a formar una imagen, y probablemente será a finales de 2017 lo que veremos, por primera vez, el anillo brillante del horizonte de sucesos de un agujero negro.
