Event Horizon Telescope Collaboration publicó la primera imagen de un agujero negro con observaciones del masivo, objeto oscuro en el centro de Messier 87, o M87, pasado abril. Este agujero negro tiene una masa de aproximadamente 6.500 millones de veces la del sol y se encuentra a unos 55 millones de años luz de la Tierra. El agujero negro ha sido llamado M87 * por los astrónomos y recientemente se le ha dado el nombre hawaiano de "Powehi".

Durante años, Los astrónomos han observado la radiación de un chorro de partículas de alta energía, impulsadas por el agujero negro, que salen del centro de M87. Han estudiado el jet en la radio óptico, y luz de rayos X, incluso con Chandra. Y ahora, utilizando las observaciones de Chandra, Los investigadores han visto que secciones del chorro se mueven casi a la velocidad de la luz.

"Esta es la primera vez que se registran velocidades tan extremas del chorro de un agujero negro utilizando datos de rayos X, "dijo Ralph Kraft del Centro de Astrofísica | Harvard &Smithsonian (CfA) en Cambridge, Masa., quien presentó el estudio en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Honolulu, Hawai. "Necesitábamos la visión nítida de rayos X de Chandra para realizar estas mediciones".

Cuando la materia se acerca lo suficiente a un agujero negro, entra en un patrón de remolino llamado disco de acreción. Parte del material de la parte interior del disco de acreción cae sobre el agujero negro y parte de él se redirige lejos del agujero negro en forma de haces estrechos. o jets, de material a lo largo de las líneas del campo magnético. Debido a que este proceso de caída es irregular, los chorros están hechos de grupos o nudos que a veces pueden identificarse con Chandra y otros telescopios.

Los investigadores utilizaron las observaciones de Chandra de 2012 y 2017 para rastrear el movimiento de dos nudos de rayos X ubicados dentro del chorro alrededor de 900 y 2, A 500 años luz del agujero negro. Los datos de rayos X muestran un movimiento con velocidades aparentes de 6,3 veces la velocidad de la luz para el nudo de rayos X más cercano al agujero negro y 2,4 veces la velocidad de la luz para el otro.

"Una de las leyes inquebrantables de la física es que nada puede moverse más rápido que la velocidad de la luz, "dijo el coautor Brad Snios, también de la CfA. "No hemos roto la física, pero hemos encontrado un ejemplo de un fenómeno asombroso llamado movimiento superluminal ".

El movimiento superluminal ocurre cuando los objetos viajan cerca de la velocidad de la luz en una dirección cercana a nuestra línea de visión. El jet viaja casi tan rápido hacia nosotros como la luz que genera. dando la ilusión de que el movimiento del jet es mucho más rápido que la velocidad de la luz. En el caso de M87 *, el chorro apunta cerca de nuestra dirección, resultando en estas exóticas velocidades aparentes.

Los astrónomos han visto previamente tal movimiento en el chorro de M87 * en longitudes de onda ópticas y de radio, pero no han podido demostrar definitivamente que la materia en el chorro se mueva a una velocidad muy cercana a la de la luz. Por ejemplo, las características en movimiento pueden ser una ola o un choque, similar a un boom sónico de un avión supersónico, en lugar de rastrear los movimientos de la materia.

Este último resultado muestra la capacidad de los rayos X para actuar como una pistola de velocidad cósmica precisa. El equipo observó que la característica que se movía con una velocidad aparente de 6,3 veces la velocidad de la luz también se desvaneció en más del 70% entre 2012 y 2017. Este desvanecimiento probablemente fue causado por la pérdida de energía de las partículas debido a la radiación producida cuando giran en espiral alrededor de un campo magnético. Para que esto suceda, el equipo debe estar viendo rayos X de las mismas partículas en ambos momentos, y no una ola en movimiento.

"Nuestro trabajo proporciona la evidencia más fuerte hasta ahora de que las partículas en el chorro de M87 * están viajando a una velocidad cercana al límite de velocidad cósmica", dijo Snios.

Los datos de Chandra son un excelente complemento de los datos de EHT. El tamaño del anillo alrededor del agujero negro visto con el Event Horizon Telescope es aproximadamente cien millones de veces más pequeño que el tamaño del chorro visto con Chandra.

Otra diferencia es que el EHT observó M87 durante seis días en abril de 2017, dando una instantánea reciente del agujero negro. Las observaciones de Chandra investigan el material expulsado dentro del chorro que se lanzó desde el agujero negro cientos y miles de años antes.

"Es como si el Event Horizon Telescope ofreciera una vista de cerca de un lanzacohetes, "dijo Paul Nulsen de CfA, otro coautor del estudio, "y Chandra nos muestra los cohetes en vuelo".

Además de ser presentado en la reunión de la AAS, Estos resultados también se describen en un artículo en The Diario astrofísico dirigido por Brad Snios que está disponible en línea.