En 2019, Event Horizon Telescope Collaboration entregó la primera imagen de un agujero negro, revelando M87 *, el objeto supermasivo en el centro de la galaxia M87. El equipo ahora ha utilizado las lecciones aprendidas el año pasado para analizar los conjuntos de datos de archivo de 2009-2013, algunos de ellos no publicados antes.

El análisis revela el comportamiento de la imagen del agujero negro a lo largo de varios años, que indica la persistencia de la característica de sombra en forma de media luna, pero también variación de su orientación:la media luna parece tambalearse. Los resultados completos aparecieron hoy en The Diario astrofísico .

El Event Horizon Telescope no es un telescopio singular, sino una asociación global de telescopios, incluido el Telescopio del Polo Sur dirigido por UChicago, que realiza observaciones sincronizadas utilizando la técnica de interferometría de línea de base muy larga. Juntos forman un plato de radio virtual del tamaño de la Tierra, proporcionando una resolución de imagen excepcionalmente alta.

"El Event Horizon Telescope nos está dando una nueva herramienta para estudiar los agujeros negros y la gravedad de formas que nunca antes fueron posibles, "dijo Bradford Benson, profesor asociado de astronomía y astrofísica en UChicago. "Como miembros de la colaboración del South Pole Telescope (SPT) y la red EHT, Esperamos contribuir a estudios futuros, en particular sobre Sgr A *, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea, que tenemos una vista única de la ubicación de SPT dada en el Polo Sur geográfico ".

"Con la increíble resolución angular del Event Horizon Telescope, ¡pudimos observar un juego de billar en la Luna y no perder la cuenta! ", dijo Maciek Wielgus. astrónomo del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, Miembro de la Iniciativa Agujero Negro, y autor principal del nuevo artículo.

"El año pasado vimos una imagen de la sombra de un agujero negro, que consiste en una media luna brillante formada por plasma caliente arremolinándose alrededor de M87 *, y una parte central oscura, donde esperamos que esté el horizonte de sucesos del agujero negro, ", dijo Wielgus." Pero esos resultados se basaron solo en observaciones realizadas durante una ventana de una semana en abril de 2017, que es demasiado corto para ver muchos cambios ".

Pero de 2009 a 2013, los investigadores habían tomado datos de M87 * con las primeras matrices de prototipos antes de que se uniera la dotación completa de telescopios. Podrían aprovechar esos datos para averiguar si el tamaño y la orientación de la media luna habían cambiado.

Las observaciones de 2009-2013 consisten en muchos menos datos que las realizadas en 2017, haciendo imposible la creación de una imagen. En lugar de, El equipo de EHT utilizó modelos estadísticos para observar los cambios en la apariencia de M87 * a lo largo del tiempo.

Ampliando el análisis a las observaciones de 2009-2017, Los científicos han demostrado que M87 * se adhiere a las expectativas teóricas. El diámetro de la sombra del agujero negro se ha mantenido coherente con la predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein para un agujero negro de 6.500 millones de masas solares.

Pero aunque el diámetro de la media luna se mantuvo constante, El equipo de EHT descubrió que los datos ocultaban una sorpresa:el anillo se tambalea, y eso significa una gran noticia para los científicos. Por primera vez pueden vislumbrar la estructura dinámica del flujo de acreción tan cerca del horizonte de eventos del agujero negro, en condiciones de extrema gravedad. Estudiar esta región tiene la clave para comprender fenómenos como el lanzamiento de un jet relativista, y permitirá a los científicos formular nuevas pruebas de la teoría de la relatividad general.

El gas que cae sobre un agujero negro se calienta a miles de millones de grados, ioniza y se vuelve turbulento en presencia de campos magnéticos. "Debido a que el flujo de la materia es turbulento, la media luna parece tambalearse con el tiempo, "dijo Wielgus." En realidad, vemos muchas variaciones allí, y no todos los modelos teóricos de acreción permiten tanto bamboleo. Lo que significa es que podemos empezar a descartar algunos de los modelos basados ​​en la dinámica de la fuente observada ".

"Estos primeros experimentos de EHT nos proporcionan un tesoro de observaciones a largo plazo que el EHT actual, incluso con su extraordinaria capacidad de generación de imágenes, no puede igualar, "dijo Shep Doeleman, el director fundador de EHT. "Cuando medimos por primera vez el tamaño del M87 en 2009, no podríamos haber previsto que nos daría el primer vistazo a la dinámica de los agujeros negros. Si desea ver la evolución de un agujero negro durante una década, no hay sustituto para tener una década de datos ".

El científico del proyecto EHT Geoffrey Bower agregó:"El monitoreo de M87 * con una matriz EHT expandida proporcionará nuevas imágenes y conjuntos de datos mucho más ricos para estudiar la dinámica turbulenta. Ya estamos trabajando en el análisis de los datos de las observaciones de 2018, obtenido con un telescopio adicional ubicado en Groenlandia. En 2021 estamos planificando observaciones con dos sitios más, proporcionando una calidad de imagen extraordinaria. ¡Este es un momento realmente emocionante para estudiar los agujeros negros! "