Una galaxia gigante alrededor de un agujero negro enorme.

La galaxia Messier 87 capturada por el Spitzer.
Esta imagen de campo amplio de la galaxia M87 fue tomada por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. El recuadro superior muestra un primer plano de dos ondas de choque, creadas por un chorro que emana del agujero negro supermasivo de la galaxia. El Event Horizon Telescope tomó recientemente una imagen de cerca de la silueta de ese agujero negro, se muestra en la segunda inserción. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Event Horizon Telescope Collaboration.

El 10 de abril de 2019, el Event Horizon Telescope (EHT) reveló la primera imagen del horizonte de eventos de un agujero negro, el área más allá del cual la luz no puede escapar a la inmensa gravedad del agujero negro. Ese agujero negro gigante, con una masa de 6.500 millones de soles, se encuentra en la galaxia elíptica Messier 87 (M87). EHT es una colaboración internacional cuyo apoyo en los Estados Unidos incluye a la National Science Foundation.

Esta imagen del telescopio espacial Spitzer de la NASA muestra a toda la galaxia M87 en luz infrarroja. La imagen EHT, por el contrario, se basó en la luz en las longitudes de onda de radio y mostró la sombra del agujero negro contra el telón de fondo de material de alta energía a su alrededor.

La galaxia M87, fotografiada aquí por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA,
alberga un agujero negro súper masivo que arroja dos chorros de material al espacio
a casi la velocidad de la luz. El recuadro muestra una vista en primer plano de las ondas
de choque creadas por los dos aviones. Crédito: NASA / JPL-Caltech / IPAC.
Ubicado a unos 55 millones de años luz de la Tierra, M87 ha sido objeto de estudio astronómico durante más de 100 años y ha sido fotografiado por muchos observatorios de la NASA, incluido el Telescopio Espacial Hubble, el Observatorio de Rayos X Chandra y NuSTAR. En 1918, el astrónomo Heber Curtis notó por primera vez que "un curioso rayo recto" se extendía desde el centro de la galaxia. Este chorro brillante de material de alta energía, producido por un disco de material que gira rápidamente alrededor del agujero negro, es visible en múltiples longitudes de onda de la luz, desde las ondas de radio hasta los rayos X. Cuando las partículas en el chorro impactan el medio interestelar (el material disperso que llena el espacio entre las estrellas en M87), crean una onda de choque que irradia en infrarrojo y longitudes de onda de radio de la luz pero no la luz visible. En la imagen de Spitzer, la onda de choque es más prominente que el propio chorro.

El chorro más brillante, ubicado a la derecha del centro de la galaxia, está viajando casi directamente hacia la Tierra. Su brillo se amplifica debido a su alta velocidad en nuestra dirección, pero más aún debido a lo que los científicos llaman "efectos relativistas", que surgen porque el material del chorro está viajando cerca de la velocidad de la luz. La trayectoria del avión está ligeramente alejada de nuestra línea de visión con respecto a la galaxia, por lo que todavía podemos ver algo de la longitud del avión. La onda de choque comienza alrededor del punto donde el chorro parece curvarse hacia abajo, resaltando las regiones donde las partículas en movimiento rápido chocan con el gas en la galaxia y disminuyen la velocidad.

El segundo chorro, por el contrario, se está alejando tan rápidamente de nosotros que los efectos relativistas lo hacen invisible en todas las longitudes de onda. Pero la onda de choque que crea en el medio interestelar todavía se puede ver aquí.

La galaxia M87 se ve como un nebuloso espacio azul en esta imagen del
Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. En el centro de la galaxia hay
un agujero negro supermasivo que arroja dos chorros de material al espacio.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / IPAC.
Ubicada en el lado izquierdo del centro de la galaxia, la onda de choque parece una letra invertida "C". Si bien no es visible en las imágenes ópticas, el lóbulo también se puede ver en las ondas de radio, como en esta imagen del Very Large Array del Observatorio Nacional de Radioastronomía.

Al combinar observaciones en el infrarrojo, ondas de radio, luz visible, rayos X y rayos gamma extremadamente energéticos, los científicos pueden estudiar la física de estos poderosos aviones. Los científicos aún se esfuerzan por lograr una sólida comprensión teórica de cómo el gas que se extrae en los agujeros negros crea chorros de salida.

La luz infrarroja en longitudes de onda de 3.6 y 4.5 micrones se representa en azul y verde, mostrando la distribución de las estrellas, mientras que las características de polvo que brillan intensamente a 8.0 micrones se muestran en rojo. La imagen fue tomada durante la misión inicial "fría" de Spitzer.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California, administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena. Las operaciones espaciales se basan en Lockheed Martin Space Systems en Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech maneja el JPL para la NASA.

Más información sobre Spitzer se puede encontrar en su sitio web:

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Calla Cofield
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.
626-808-2469

• Publicado en Spitzer el 25 de abril del 2.019, enlace publicación.

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