Revelada la primera imagen del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea

Es la primera observación directa que confirma la presencia del agujero negro, conocido como Sagitario A*, como el corazón palpitante de la Vía Láctea.

Los agujeros negros no emiten luz, pero la imagen muestra la sombra del agujero negro rodeada por un anillo brillante, que es luz desviada por la gravedad del agujero negro. Los astrónomos dijeron que el agujero negro es 4 millones de veces más masivo que nuestro sol.

“Durante décadas, los astrónomos de la gravedad | apretada nuestra galaxia se encuentra en el corazón tirando de las estrellas a través de su inmensa gravedad el Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, dijo en un comunicado.

“Con la imagen (Event Horizon Telescope o EHT), nos hemos acercado mil veces más que estas órbitas, donde la gravedad crece un millón de veces más fuerte. En este rango cercano, el agujero negro acelera la materia a una velocidad cercana a la de la luz. y dobla los caminos de los fotones en el (espacio-tiempo) deformado”.

La Tierra está 2.000 años luz más cerca de lo que pensábamos del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia

El agujero negro está a unos 27.000 años luz de la Tierra. Nuestro sistema solar está ubicado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, por lo que estamos tan distantes del centro galáctico. Si pudiéramos ver esto en nuestro cielo nocturno, el agujero negro parecería tener el mismo tamaño que una rosquilla sentada en la luna.

“Nos sorprendió lo bien que el tamaño del anillo coincidía con las predicciones de la Teoría de la Relatividad General de Einstein”, dijo Geoffrey Bower, científico del proyecto EHT, del Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sínica, Taipei, en un comunicado.

“Estas observaciones sin precedentes han mejorado en gran medida nuestra comprensión de lo que sucede en el mismo (centro) de nuestra galaxia y ofrecen nuevos conocimientos sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno”.

Los resultados de este innovador descubrimiento se publicaron el jueves en una edición especial de Las cartas del diario astrofísico.

Buscando el agujero negro

Los astrónomos tardaron cinco años en capturar y confirmar esta imagen y descubrimiento. Anteriormente, los científicos observaron estrellas que orbitaban algún objeto masivo e invisible en el centro galáctico.

Él Premio Nobel de Física 2020 fue otorgado a los científicos Roger Penrose, Reinhard Genzel y Andrea Ghez por sus descubrimientos sobre los agujeros negros, incluida la evidencia compartida por Ghez y Genzel sobre la masa del objeto en el centro de la Vía Láctea.
Premio Nobel de Física otorgado por descubrimientos de agujeros negros que revelaron los 'secretos más oscuros del universo'

“Ahora vemos que el agujero negro se está tragando el gas y la luz cercanos, llevándolos a un pozo sin fondo”, Ramesh Narayan, astrofísico teórico del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, dijo en un comunicado. “Esta imagen confirma décadas de trabajo teórico para comprender cómo comen los agujeros negros”.

El descubrimiento fue posible gracias a más de 300 investigadores de 80 instituciones que trabajan con una red de ocho radiotelescopios diferentes en todo el mundo que conforman el Event Horizon Telescope.

El telescopio lleva el nombre del “horizonte de eventos”, el punto en el que ninguna luz puede escapar de un agujero negro. Esta red mundial de telescopios forma esencialmente un solo telescopio virtual “del tamaño de la Tierra” cuando los ocho están conectados y observando en tándem.

Es la segunda imagen jamás capturada de un agujero negro, con la primero siendo el logro de EHT de imágenes M87 * en el corazón de la lejana galaxia Messier 87, ubicada a 55 millones de años luz de distancia, en 2019.
Estos paneles muestran las dos primeras imágenes de agujeros negros.  A la izquierda está M87* y a la derecha Sagitario A*.

Si bien las dos imágenes se ven similares, Sagitario A* es más de 1000 veces más pequeño que M87*.

“Tenemos dos tipos completamente diferentes de galaxias y dos masas de agujeros negros muy diferentes, pero cerca del borde de estos agujeros negros se ven increíblemente similares”, dijo Sera Markoff, copresidenta del Consejo de Ciencias EHT y profesora de astrofísica teórica en el Universidad de Ámsterdam, en un comunicado.

“Esto nos dice que (la teoría de la Relatividad General de Einstein) gobierna estos objetos de cerca, y cualquier diferencia que veamos más lejos debe deberse a diferencias en el material que rodea los agujeros negros”.

Capturando una imagen imposible

Aunque el agujero negro de la Vía Láctea está más cerca de la Tierra, fue mucho más difícil de visualizar.

“El gas en la vecindad de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad, casi tan rápido como la luz, alrededor de Sgr A* y M87*”, dijo el científico del EHT Chi-kwan Chan en el Observatorio Steward y el Departamento de Astronomía y el Instituto de Ciencia de Datos de la Universidad de Arizona, dijo en un comunicado.

“Pero donde el gas tarda días o semanas en orbitar el M87* más grande, en el Sgr A*, que es mucho más pequeño, completa una órbita en cuestión de minutos. Esto significa que el brillo y el patrón del gas alrededor de Sgr A* estaban cambiando rápidamente a medida que la Colaboración EHT lo estaba observando, un poco como tratar de tomar una imagen clara de un cachorro persiguiendo rápidamente su cola”.

Si los agujeros negros supermasivos M87* y Sagitario A* estuvieran uno al lado del otro, Sagitario A* quedaría eclipsado por M87*, que es más de 1000 veces más masivo.

La red global de astrónomos tuvo que desarrollar nuevas herramientas para permitir el rápido movimiento del gas alrededor de Sagitario A*. La imagen resultante es un promedio de diferentes tomadas por el equipo. Tomar la imagen de Sagitario A* fue como capturar una foto de un grano de sal en la ciudad de Nueva York usando una cámara en Los Ángeles, según investigadores del Instituto de Tecnología de California.

“Esta imagen del Telescopio Event Horizon requirió más que simplemente tomar una foto de los telescopios en las cimas de las montañas altas. Es el producto de observaciones telescópicas técnicamente desafiantes y algoritmos computacionales innovadores”, Katherine Bouman, académica de Rosenberg y profesora asistente de informática y ciencias matemáticas. , ingeniería eléctrica y astronomía en el Caltech, dijo durante una conferencia de prensa.

¿Esa imagen de un agujero negro que veías por todas partes?  Gracias a este estudiante de posgrado por hacerlo posible
Bouman también trabajó en la captura de la imagen M87* compartido en 2019. A pesar de que la imagen de Sagitario A* puede parecer borrosa, “es una de las imágenes más nítidas que se hayan hecho”, dijo Bouman.

Cada telescopio fue llevado a su límite, lo que se llama límite de difracción, o las características finas máximas que puede ver.

“Y ese es básicamente el nivel que estamos viendo aquí”, dijo Johnson en la conferencia de prensa. “Es borroso porque para hacer una imagen más nítida, necesitamos separar más nuestros telescopios o ir a frecuencias más altas”.

en el horizonte

Tener imágenes de dos agujeros negros muy diferentes permitirá a los astrónomos determinar sus similitudes y diferencias y comprender mejor cómo se comporta el gas alrededor de los agujeros negros supermasivos, lo que podría contribuir a la formación y evolución de las galaxias. Se cree que los agujeros negros existen en el centro de la mayoría de las galaxias y actúan como un motor que les da energía.

Sagitario A* está en el centro de nuestra propia galaxia, mientras que M87* reside a más de 55 millones de años luz de la Tierra.

Mientras tanto, el equipo del EHT está trabajando para expandir la red de telescopios y realizar actualizaciones que podrían conducir a imágenes aún más sorprendentes, e incluso películas, de agujeros negros en el futuro.

El agujero negro de la Vía Láctea expulsó a una estrella de nuestra galaxia

Capturar un agujero negro en movimiento puede mostrar cómo cambia con el tiempo y qué hace el gas cuando gira alrededor de un agujero negro. Bouman y el miembro de EHT Antonio Fuentes, quien se unirá a Caltech como investigador postdoctoral en octubre, están desarrollando métodos que les permitirán unir imágenes del agujero negro para reflejar este movimiento.

Esta “primera imagen directa del gentil gigante en el centro de nuestra galaxia” es solo el comienzo, dijo Feryal Özel, miembro del Consejo de Ciencias EHT y profesor de astronomía y física y decano asociado de investigación en la Universidad de Arizona, durante la conferencia de prensa

“Esta imagen es un testimonio de lo que podemos lograr, cuando como una comunidad de investigación global, reunimos nuestras mentes más brillantes para hacer posible lo que parece imposible”, dijo el director de la Fundación Nacional de Ciencias, Sethuraman Panchanathan, en un comunicado. “El idioma, los continentes e incluso la galaxia no pueden interponerse en el camino de lo que la humanidad puede lograr cuando nos unimos por el bien de todos”.

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