Un agujero negro casi inimaginablemente enorme está situado en el corazón de la Vía Láctea. Pero, por supuesto, nadie ha visto uno (más o menos, más sobre eso más adelante): todo se basa en pruebas distintas de la observación directa.
El SMBH de la Vía Láctea se llama Sagitario A * (Sgr. A *) y es aproximadamente 4 millones de veces más masivo que el Sol. Los científicos saben que está ahí porque podemos observar el efecto que tiene sobre la materia que se acerca demasiado. Ahora, tenemos una de nuestras mejores vistas de Sgr. A *, gracias a un equipo de científicos que utiliza una técnica llamada interferometría.
Como Sgr. La poderosa gravedad de A * atrae gas y polvo hacia él, el gas y el polvo se arremolinan alrededor del agujero. De alguna manera, se irradia una enorme cantidad de energía, que los astrónomos pueden ver. Pero los astrónomos no están exactamente seguros de qué libera esta energía. ¿Proviene del material remolino? ¿O viene de chorros de material que salen disparados del agujero?
"La fuente de la radiación de Sgr A * se ha debatido durante décadas".
Michael Johnson del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CfA)
"La fuente de la radiación de Sgr A * se ha debatido durante décadas", dice Michael Johnson, del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CfA). “Algunos modelos predicen que la radiación proviene del disco de material que es tragado por el agujero negro, mientras que otros lo atribuyen a un chorro de material que sale disparado del agujero negro. Sin una vista más nítida del agujero negro, no podemos excluir ninguna posibilidad ".
Por lo tanto, comprender los agujeros negros significa que los astrónomos necesitan ver más claramente en la región del agujero. Pero los eventos en Sgr. A * están oscurecidos por nubes de electrones entre nosotros y el centro de la galaxia. Y estas nubes difuminan y distorsionan nuestra visión del agujero negro.
Un equipo de astrónomos ha logrado mirar a través de estas nubes de electrones para ver más claramente lo que está sucediendo en Sgr. UNA*. El equipo está liderado por
Estudiante de doctorado de la Universidad de Radboud Sara Issaoun, y para ver en Sgr. A *, se basaron en una técnica llamada Interferometría de línea de base muy larga (VLBI).
¿El resultado? Una de nuestras imágenes más claras de lo que sucede en el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia.
La interferometría es la técnica de aprovechar múltiples telescopios juntos para obtener imágenes de un objeto distante de manera más efectiva. Cuanto más separados estén los alcances ‘, más larga es la línea base y mayor es la apertura efectiva. Con VLBI, utilizado en esta investigación, los telescopios individuales abarcan todo el mundo, creando un enorme tipo de telescopio virtual.
Pero ha habido otros interferómetros, y no vieron Sgr. A * esto claramente. El equipo detrás de este estudio hizo otro avance en interferometría. Equiparon el poderoso ALMA (Atacama Large Millimeter Array) en Chile con una nueva electrónica, llamada sistema de fases. Eso permitió a ALMA, que ya es un interferómetro, unirse a una red de otros 12 telescopios llamada GMVA (Global 3mm VLBI Array). Como su nombre lo indica, GMVA ya es un interferómetro de línea de base muy largo. Entonces, unirse a GMVA con ALMA crea una especie de Super VLBI.
"... estamos mirando a esta bestia desde un punto de vista muy especial".
Heino Falcke, profesor de radioastronomía en la Universidad de Radboud.
“ALMA en sí es una colección de más de 50 platos de radio. La magia del nuevo sistema de fases ALMA es permitir que todos estos platos funcionen como un solo telescopio, que tiene la sensibilidad de un solo plato de más de 75 metros de ancho. Esa sensibilidad, y su ubicación en lo alto de las montañas de los Andes, lo hace perfecto para este estudio Sgr A * ”, dice Shep Doeleman de la CfA, quien fue investigador principal del Proyecto de Fases ALMA.
"El avance en la calidad de la imagen provino de dos factores", explica Lindy Blackburn, un astrónomo de radio en el CfA. "Al observar a altas frecuencias, la corrupción de la imagen del material interestelar fue menos significativa, y al agregar ALMA, duplicamos el poder de resolución de nuestro instrumento".
Entonces, ¿qué han aprendido los científicos de esta innovación? ¿Cómo les han ayudado estas imágenes superiores a comprender nuestro agujero negro supermasivo, Sgr. UNA*?
Las nuevas imágenes muestran que la radiación de Sgr A * tiene una morfología simétrica y es más pequeña de lo esperado: abarca solo 300 millones de grados. "Esto puede indicar que la emisión de radio se produce en un disco de gas que cae en lugar de un chorro de radio", explica Issaoun, quien probó simulaciones por computadora contra las imágenes. “Sin embargo, eso haría de Sgr A * una excepción en comparación con otros agujeros negros emisores de radio. La alternativa podría ser que el chorro de radio nos apunte casi directamente ”.
Hay mucho debate en torno a la energía irradiada por Sgr. A *, y si se trata de material giratorio o calentado en el disco de acreción, o de chorros de material alejados del orificio. Puede depender de nuestro punto de vista.
El supervisor de Issaoun es Heino Falcke, profesor de radioastronomía en la Universidad de Radboud. Falcke estaba sorprendido por este resultado, y el año pasado, Falcke habría considerado inverosímil este nuevo modelo de jet. Pero recientemente, otro grupo de investigadores llegó a una conclusión similar utilizando el interferómetro de telescopios ópticos Very Large Telescope de ESO y una técnica independiente. "Quizás esto sea cierto después de todo", concluye Falcke, "y estamos mirando a esta bestia desde un punto de vista muy especial".
Los astrónomos no han terminado con Sgr. A * todavía. Planean mejorar y ver mejor el agujero negro supermasivo. “Las primeras observaciones de Sgr A * a 86 GHz datan de hace 26 años, con solo un puñado de telescopios. Con los años, la calidad de los datos ha mejorado constantemente a medida que se unen más telescopios ", dice J. Anton Zensus, director del Instituto Max Planck de Radioastronomía.
El siguiente es el Event Horizon Telescope.
El EHT es una colaboración internacional diseñada para investigar el entorno inmediato de un agujero negro. No es un solo telescopio, sino un sistema vinculado de radiotelescopios en todo el mundo, todos trabajando juntos usando interferometría. Al medir la energía electromagnética de la región que rodea el agujero negro con múltiples antenas de radio en múltiples ubicaciones, se pueden derivar algunas de las propiedades de la fuente.
Los astrónomos pasaron un período de cuatro años utilizando el EHT para estudiar el agujero negro supermasivo Sgr. Ese período terminó en abril de 2017, pero un equipo de 200 científicos e ingenieros todavía está trabajando en los datos. Hasta ahora, solo han lanzado una imagen de modelo de computadora de lo que esperan ver.
Michael Johnson es optimista. "Si ALMA tiene el mismo éxito al unirse al Event Horizon Telescope a frecuencias aún más altas, entonces estos nuevos resultados muestran que la dispersión interestelar no nos impedirá mirar hasta el horizonte de eventos del agujero negro".
Los resultados del equipo se publicaron en el Astrophysical Journal.
Fuentes:
- Comunicado de prensa: Levantando el velo sobre el agujero negro en el corazón de nuestra galaxia
- Documento de investigación: El tamaño, la forma y la dispersión de Sagitario A * a 86 GHz: primer VLBI con ALMA
- Space Magazine: así es como se verían las primeras imágenes del evento Horizon
- Entrada de Wikipedia: Sagitario A *
- Observatorio ALMA
