Una nueva imagen de la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT), que incluye científicos del Centro de Astrofísica | Harvard &Smithsonian (CfA)— ha descubierto campos magnéticos fuertes y organizados que giran en espiral desde el borde del agujero negro supermasivo Sagitario A* (Sgr A*).
Visto en luz polarizada por primera vez, esta nueva imagen del monstruo que acecha en el corazón de la Vía Láctea ha revelado una estructura de campo magnético sorprendentemente similar a la del agujero negro en el centro de la galaxia M87, lo que sugiere que una fuerte fuerza magnética Los campos pueden ser comunes a todos los agujeros negros. Esta similitud también sugiere un chorro oculto en Sgr A*.
Los resultados fueron publicados en The Astrophysical Journal Letters. .
Los científicos revelaron la primera imagen de Sgr A*, que está aproximadamente a 27.000 años luz de la Tierra, en 2022, y revelaron que, si bien el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea es más de mil veces más pequeño y menos masivo que el de M87, se ve notablemente similar. .
Esto hizo que los científicos se preguntaran si los dos compartían rasgos comunes más allá de su apariencia. Para averiguarlo, el equipo decidió estudiar Sgr A* en luz polarizada. Estudios anteriores de la luz alrededor de M87* revelaron que los campos magnéticos alrededor del agujero negro gigante le permitían lanzar potentes chorros de material de regreso al entorno circundante. A partir de este trabajo, las nuevas imágenes han revelado que lo mismo puede ser cierto para Sgr A*.
"Lo que estamos viendo ahora es que hay campos magnéticos fuertes, retorcidos y organizados cerca del agujero negro en el centro de la Vía Láctea", dijo Sara Issaoun, becaria Einstein del Programa de becas Hubble de la NASA del CfA, Observatorio Astrofísico Smithsonian (SAO ) astrofísico y codirector del proyecto.
"Además de que Sgr A* tiene una estructura de polarización sorprendentemente similar a la observada en el agujero negro M87*, mucho más grande y poderoso, hemos aprendido que los campos magnéticos fuertes y ordenados son fundamentales para la forma en que los agujeros negros interactúan con el gas y la materia que los rodea. ellos."
La luz es una onda electromagnética oscilante o en movimiento que nos permite ver objetos. A veces, la luz oscila en una orientación preferida y la llamamos "polarizada". Aunque nos rodea la luz polarizada, para el ojo humano es indistinguible de la luz "normal".
En el plasma que rodea estos agujeros negros, las partículas que giran alrededor de las líneas del campo magnético imparten un patrón de polarización perpendicular al campo. Esto permite a los astrónomos ver con cada vez más detalle lo que sucede en las regiones de los agujeros negros y mapear sus líneas de campo magnético.
"Al obtener imágenes de la luz polarizada del gas caliente y brillante cerca de los agujeros negros, estamos infiriendo directamente la estructura y la fuerza de los campos magnéticos que enhebran el flujo de gas y materia de los que se alimenta y expulsa el agujero negro", dijo el miembro de la Iniciativa de Agujeros Negros de Harvard y Angelo Ricarte, codirector del proyecto. "La luz polarizada nos enseña mucho más sobre la astrofísica, las propiedades del gas y los mecanismos que tienen lugar cuando un agujero negro se alimenta."
Pero obtener imágenes de agujeros negros con luz polarizada no es tan fácil como ponerse un par de gafas de sol polarizadas, y esto es particularmente cierto en el caso de Sgr A*, que está cambiando tan rápido que no se queda quieto para tomar fotografías. Obtener imágenes del agujero negro supermasivo requiere herramientas sofisticadas que van más allá de las utilizadas anteriormente para capturar M87*, un objetivo mucho más estable.
Paul Tiede, becario postdoctoral del CfA y astrofísico de SAO, dijo:"Es emocionante que hayamos podido crear una imagen polarizada de Sgr A*. La primera imagen requirió meses de análisis extenso para comprender su naturaleza dinámica y revelar su estructura promedio".
"Hacer una imagen polarizada aumenta el desafío de la dinámica de los campos magnéticos alrededor del agujero negro. Nuestros modelos a menudo predijeron campos magnéticos altamente turbulentos, lo que hace extremadamente difícil construir una imagen polarizada. Afortunadamente, nuestro agujero negro es mucho más tranquilo, lo que hace que sea extremadamente difícil construir una imagen polarizada. la primera imagen posible."
Los científicos están entusiasmados de tener imágenes de ambos agujeros negros supermasivos en luz polarizada porque estas imágenes y los datos que las acompañan proporcionan nuevas formas de comparar y contrastar agujeros negros de diferentes tamaños y masas. A medida que la tecnología mejora, es probable que las imágenes revelen aún más secretos de los agujeros negros y sus similitudes o diferencias.
Michi Bauböck, investigador postdoctoral de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, dijo:"M87* y Sgr A* son diferentes en algunos aspectos importantes:M87* es mucho más grande y atrae materia de su entorno a un ritmo mucho más rápido. . Por lo tanto, podríamos haber esperado que los campos magnéticos también tuvieran un aspecto muy diferente, pero en este caso resultaron ser bastante similares, lo que puede significar que esta estructura es común a todos los agujeros negros."
"Una mejor comprensión de los campos magnéticos cerca de los agujeros negros nos ayuda a responder varias preguntas abiertas, desde cómo se forman y lanzan los chorros hasta qué alimenta las brillantes llamaradas que vemos en la luz infrarroja y de rayos X. "
El EHT ha realizado varias observaciones desde 2017 y está previsto que observe Sgr A* nuevamente en abril de 2024. Cada año, las imágenes mejoran a medida que el EHT incorpora nuevos telescopios, mayor ancho de banda y nuevas frecuencias de observación. Las ampliaciones planificadas para la próxima década permitirán películas de alta fidelidad de Sgr A*, pueden revelar un chorro oculto y podrían permitir a los astrónomos observar características de polarización similares en otros agujeros negros. Mientras tanto, extender el EHT al espacio proporcionará imágenes de los agujeros negros más nítidas que nunca.
El CfA está liderando varias iniciativas importantes para mejorar drásticamente el EHT durante la próxima década. El proyecto EHT de próxima generación (ngEHT) está llevando a cabo una actualización transformadora del EHT, con el objetivo de poner en línea múltiples antenas de radio nuevas, permitir observaciones multicolores simultáneas y aumentar la sensibilidad general del conjunto.
La expansión ngEHT permitirá que la matriz genere películas en tiempo real de agujeros negros supermasivos en escalas de horizonte de sucesos. Estas películas resolverán estructuras y dinámicas detalladas cerca del horizonte de eventos, poniendo de relieve las características de gravedad del "campo fuerte" predichas por la Relatividad General, así como la interacción de la acreción y el lanzamiento de aviones relativistas que esculpen estructuras a gran escala en el universo. /P>
Mientras tanto, el concepto de misión Black Hole Explorer (BHEX) extenderá el EHT al espacio, produciendo las imágenes más nítidas en la historia de la astronomía. BHEX permitirá la detección y obtención de imágenes del "anillo de fotones", una característica anular nítida formada por una emisión de lentes intensas alrededor de los agujeros negros.
Las propiedades de un agujero negro están impresas en el tamaño y la forma del anillo de fotones, lo que revela masas y espines de docenas de agujeros negros, lo que a su vez muestra cómo estos extraños objetos crecen e interactúan con sus galaxias anfitrionas.
Más información: Issaoun, S. et al, Resultados del primer telescopio Sagitario A* Event Horizon. VII. Polarización del Anillo, The Astrophysical Journal Letters (2024), DOI:10.3847/2041-8213/ad2df0
Ricarte A. et al, "Primeros resultados del Telescopio del Horizonte de Sucesos Sagitario A*. VIII. Interpretación física del anillo polarizado", The Astrophysical Journal Letters (2024), DOI:10.3847/2041-8213/ad2df1
Información de la revista: Cartas de revistas astrofísicas
Proporcionado por el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica
