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Los científicos identifican el borde de un agujero negro masivo por primera vez

Uno de los tres telescopios para proporcionar datos innovadores en un agujero negro distante, el James Clerk Maxwell Telescope se encuentra en la cima de Mauna Kea en Hawai. Foto de Nik Szymanek

El punto de no retorno ha sido descubierto por fin. A cincuenta millones de años luz de la Tierra, en el corazón de la galaxia Messier 87, un agujero negro que es seis mil millones de veces más masivo que el Sol ha proporcionado a los científicos la primera medición de lo que se conoce como un "horizonte de eventos". más allá de lo cual la materia se pierde para siempre en el agujero negro.

"Una vez que los objetos caen en el horizonte de eventos, se pierden para siempre", dice Shep Doeleman, investigador asociado en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y autor principal del artículo publicado en Science Express.

Los agujeros negros son los objetos más densos del universo. "Hay una gravedad tan intensa allí que no solo la materia puede cruzar el horizonte de eventos y ser absorbida por el agujero negro, sino incluso un fotón de luz", dice el coautor Jonathan Weintroub, también en el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica. “Hay una pequeña paradoja en afirmar que hemos medido un agujero negro, porque los agujeros negros son negros. Medimos la luz, o en nuestro caso, las ondas de radio "alrededor del agujero negro, no del agujero negro en sí.

El agujero negro en cuestión es uno de los dos más grandes en el cielo, según un artículo de septiembre de 2011 titulado, "El tamaño de la región de lanzamiento del jet en M87", que describió cómo podrían tomarse las mediciones del horizonte de eventos.

Descrito en el documento, "Estructura de lanzamiento de chorro resuelta cerca del agujero negro supermasivo en M87", estos chorros están hechos de "partículas relativistas que pueden extenderse por cientos de miles de años luz, proporcionando un mecanismo importante para redistribuir materia y energía en grandes escalas que afectan la evolución galáctica. ”Imagen de la NASA y el equipo de Hubble Heritage STScI / AURA

Más allá de ser fantásticamente increíblemente extraño, los agujeros negros también son objetivos útiles para el estudio, explica Weintroub, particularmente el diez por ciento que exhiben lo que se conoce como chorros o explosiones de materia emisoras de luz que se convierten en energía a medida que las masas se acercan al horizonte de eventos. . Con el apoyo de la teoría general de la relatividad de Einstein, estos chorros proporcionaron la radiación que el equipo de Weintroub necesitaba para tomar sus medidas.

Utilizando los datos combinados de radiotelescopios en Hawai, Arizona y California, los investigadores crearon un telescopio "virtual" capaz de capturar 2, 000 veces más detalles que el telescopio espacial Hubble. Con este nivel de detalle, los investigadores pudieron medir lo que se conoce como la "órbita circular más estable interior" de la materia fuera del agujero negro, así como el horizonte de eventos de M87. Si el horizonte de eventos es la puerta hacia un agujero negro, entonces la órbita circular más estable es como el porche; pasado ese punto, los cuerpos comenzarán a girar en espiral hacia el horizonte de eventos.

"Esperamos agregar más telescopios", dice Weintroub. "Eso es realmente lo que necesitamos hacer para comenzar a crear nuevas imágenes y entender qué demonios está pasando en la base del avión".

Como un punto de aclaración sobre lo que el equipo ha hecho realmente, Weintroub dice: "He visto titulares que dicen que hicimos una imagen del agujero negro; de hecho, no hicimos una imagen de nada, y si hicimos una imagen, sería el patrón de radiación en la vecindad inmediata del agujero negro, porque el agujero negro es negro ".

Si bien la apariencia de los agujeros negros puede ser simple de describir (son negros), su comportamiento rápidamente se vuelve extraño y esa es precisamente la brillante promesa que espera en el horizonte de eventos.

"Los agujeros negros son interesantes", dice Weintroub, "porque una de las cosas que Einstein predice con su teoría de la relatividad general es que la radiación dobla la luz". En realidad, Weintroub continúa, Einstein postuló que la gravedad de los objetos masivos (incluidos los agujeros negros ) en realidad dobla el espacio a través del cual viaja la luz.

Como dice Weintroub, "la gravedad dobla la estructura misma del espacio, y la gravedad intensa dobla intensamente la estructura del espacio".

A medida que el telescopio virtual se expande a otros sitios en Chile, Europa, México, Groenlandia y el Polo Sur, Weintroub dice que podrán crear imágenes cada vez más detalladas en aproximadamente cinco años. "Cuando comenzamos a hacer imágenes", dice, "podremos ver si la radiación que admite un agujero negro está 'lente' 'o doblada, como predijo Einstein.

Mientras tanto, aquí en la Vía Láctea, las cosas son igualmente emocionantes por diferentes razones. Aunque el agujero negro en el centro de nuestra galaxia es lo que Weintroub llama "silencioso" y carece de un chorro, en septiembre, investigadores del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica descubrieron una nube de gas con capacidades de formación de planetas que se dirigía hacia el agujero negro de la Vía Láctea.

Los científicos identifican el borde de un agujero negro masivo por primera vez