De cerca y en persona con Gravity Beast – Wire Science

Recuadro: imagen EHT del Arco A*. Abajo: Cuatro de los primeros telescopios de ALMA en la Meseta de Chajnantor en Chile. Foto: EHT/ALMA

• Los astrofísicos revelaron las primeras imágenes del agujero negro que acecha en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, la semana pasada en conferencias de prensa simultáneas en siete países.
• Los científicos tuvieron que perseguir sombras en el espacio profundo para ver más de cerca un agujero negro, una estrella que colapsa de la que ni siquiera la luz puede escapar debido a su increíble gravedad.
• Las instantáneas electromagnéticas de Sagitario A* ayudarán a los astrofísicos a descubrir algunos de los mayores misterios de la cosmología.
• El proyecto contó con poca contribución de la India a pesar de que operaba en las frecuencias de gigahercios en las que JC Bose trabajó por primera vez en Calcuta hace más de 125 años.

Los astrofísicos revelaron las primeras imágenes del agujero negro gigante que acecha en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, el jueves pasado en conferencias de prensa simultáneas en Estados Unidos, Alemania, China, México, Chile, Japón y Taiwán.

Los científicos tuvieron que perseguir sombras en el espacio profundo para ver más de cerca un agujero negro, una estrella que colapsa de la que ni siquiera la luz puede escapar debido a su increíble gravedad. Se llama Arco A* o SgrA*.

Las imágenes fueron adquiridas por un equipo internacional utilizando el Event Horizon Telescope (EHT), una red planetaria de radiotelescopios sintonizados profundamente en el espacio para detectar fuentes de radio cerca de los agujeros negros.

Los radiotelescopios en Hawái, México, España, Chile y la Antártida sincronizaron sus observaciones con la rotación de la Tierra para convertirse en un radiotelescopio virtual gigante igual a la línea de base (distancia máxima entre telescopios) del diámetro del planeta. ¡Esto ha aumentado la precisión del EHT hasta el punto en que puede identificar objetos del tamaño de una pelota de ping-pong en la luna!

Los radiotelescopios, por supuesto, no «ven» las cosas. En cambio, sus antenas parabólicas «escuchan» las emisiones de radiofrecuencia del espacio exterior. Extraen estas señales de un silbido estático y las convierten en datos e imágenes en las pantallas de las computadoras.

El equipo de EHT escaneó las cantidades masivas de datos generados de esta manera, en sus supercomputadoras, durante meses para crear la sombra de SgrA*, que se encuentra a unos 27.000 años luz de la Tierra. La Vía Láctea es una galaxia espiral con más de 100 mil millones de estrellas y la cara parece un petardo en forma de rueda. El Sol y su séquito de planetas descansan sobre uno de sus brazos espirales mientras SgrA* está en el centro.

Esta no es la primera vez que el EHT hace clic en imágenes de un agujero negro. En 2019, los investigadores utilizaron el EHT para tomar la primera imagen de un agujero negro: un monstruo masivo en el centro de otra galaxia llamado Messier 87; En consecuencia, se denominó M87*. La imagen mostraba un halo brillante de rojo, amarillo y blanco alrededor de un centro oscuro, similar a la toma de SgrA* que el mundo vio ese día.

Si bien los agujeros negros son entidades casi invisibles, es posible que la luz pase cerca del límite del agujero negro, o horizonte de eventos, para escapar de la captura y, en cambio, simplemente ser doblado. La materia que cae en el agujero negro también se calienta y emite radiación. Combinadas, estas emisiones hacen que los alrededores del agujero negro brillen, formando una especie de halo alrededor de una región central oscura. Los investigadores de EHT buscaron estas sombras para encontrar la guarida de un monstruo gravitacional en el corazón de nuestra galaxia.

Las instantáneas electromagnéticas de SgrA* ayudarán a los astrofísicos a descubrir algunos de los mayores misterios de la cosmología.

«Estas observaciones sin precedentes han mejorado en gran medida nuestra comprensión de lo que sucede en el corazón de nuestra galaxia y brindan nuevos conocimientos sobre cómo estos agujeros negros gigantes interactúan con su entorno», dijo Jeffrey Power, científico del proyecto EHT del Instituto de Astronomía y Astrofísica en Taipei. , Taiwán, dijo en Declaración.

Por ejemplo, el equipo de EHT confirmó que el tamaño del anillo que reveló dónde SgrA* es consistente con una de las piedras angulares de la física moderna: la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Esta teoría insiste en que la velocidad de la luz es igual a la velocidad de la gravedad y que la masa también distorsiona el espacio, haciendo que los rayos de luz se desvíen en presencia de un campo gravitatorio.

Este fenómeno de cada cuerpo desviando la luz a través de su propia gravedad, conocido como lente gravitacional, es muy débil para nuestro Sol, pero se ha medido. La lente gravitacional es mucho más fuerte con objetos más masivos y distantes en el espacio. Sin embargo, los esfuerzos para observar una lente gravitatoria cerca de un agujero negro o para obtener una imagen del disco oscuro que lo rodeaba directamente fueron en vano, hasta que el equipo del EHT capturó la imagen de M87* en 2019.

Más de un siglo después de que Einstein desarrollara el concepto, la teoría general de la relatividad sigue siendo una gran cantidad de posibilidades esquivas, todas las cuales desafían los intentos de confirmarlas o descartarlas. Entonces, las imágenes de las sombras de los agujeros negros, una de las creaciones más misteriosas de la naturaleza, capturadas por el EHT podrían ser salas de prueba de observación perfectas para la teoría.

Por lo tanto, la imagen de SgrA* capturada por el EHT demuestra que el campo gravitatorio masivo del agujero negro desvía la luz en la misma medida que predice la teoría. Como dijo Bauer, «Nos sorprendió lo bien que el tamaño del anillo cumplió con las expectativas del GRT».

Quizás ninguna celebración mundial de la imagen de Hala y Shadow SgrA* estaría completa sin un pie de página de la India. La colaboración EHT ha tenido poca contribución del subcontinente indio, a pesar de que el proyecto opera en las frecuencias de gigahercios en las que Jagadish Chandra Bose trabajó por primera vez en Calcuta hace más de 125 años.

La investigación de agujeros negros se basa en la astrofísica acumulativa, un campo en el que varios científicos han dejado su huella. Sin embargo, India no forma parte del proyecto EHT.

«Los astrofísicos de la India deberían unirse al proyecto EHT, ya que desempeñan un papel importante», dice Tapas Kumar Das, profesor asociado de astrofísica en el Instituto de Investigación Harish Chandra en Kolkata. «El conocimiento detallado sobre la astrofísica acumulativa es importante para los objetivos futuros del EHT, y la comunidad astrofísica india tiene un tremendo potencial para contribuir en un futuro próximo».

Prakash Chandra es un escritor científico.