Cinco cosas sorprendentes de los agujeros negros

Para celebrar los dos años desde que la Colaboración del Event Horizon Telescope (EHT o Telescopio del Horizonte de Sucesos), del que ALMA fue parte clave, publicó la primera imagen de un agujero negro, quisimos compartir cinco cosas impresionantes sobre estos increíbles objetos:

El Telescopio de Horizonte de Sucesos (EHT, Event Horizon Telescope), un conjunto de ocho telescopios basados en tierra distribuidos por todo el planeta y formado gracias a una colaboración internacional, fue diseñado para captar imágenes de un agujero negro. En ruedas de prensa coordinadas por todo el mundo, los investigadores del EHT han revelado que han logrado obtener la primera evidencia visual directa de un agujero negro supermasivo y su sombra. La sombra de un agujero negro que vemos en la imagen es lo más cerca que podemos estar de una imagen del propio agujero negro, un objeto totalmente oscuro del que la luz no puede escapar. El límite del agujero negro —el horizonte de sucesos del que el EHT toma su nombre— es aproximadamente 2,5 veces más pequeño que la sombra que proyecta y mide casi 40.000 millones de km. Aunque puede parecer grande, este anillo se extiende sólo unos 40 microsegundos de arco, lo que equivaldría a medir la longitud de una tarjeta de crédito sobre la superficie de la Luna. Aunque los telescopios que forman el EHT no están conectados físicamente, son capaces de sincronizar sus datos con relojes atómicos — máser de hidrógeno — que miden con precisión el tiempo en que se toman las observaciones. Estas observaciones fueron recogidas en una longitud de onda de 1,3 mm durante una campaña mundial desarrollada en 2017. Cada telescopio del EHT produjo enormes cantidades de datos –aproximadamente 350 terabytes por día– que se almacenaron en discos duros de helio de alto rendimiento. Estos datos se enviaron a superordenadores especializados — conocidos como correladores — instalados en el Instituto de Radioastronomía Max Planck y el Observatorio Haystack del MIT, donde se combinaron. Luego, cuidadosamente, se convirtieron en una imagen utilizando novedosas herramientas computacionales desarrolladas por la colaboración. Crédito: EHT Collaboration

1. Antes de saber lo que eran los agujeros negros, en 1784 el geólogo John Michell les llamaba: ¡estrellas oscuras! La idea de los agujeros negros surge de la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein, que dice que la luz se ve afectada por la gravedad.

Representación artística del corazón de la galaxia NGC 1068, que alberga un agujero negro supermasivo activo. ALMA descubrió nubes frías de gas molecular y polvo saliendo de la parte exterior del disco de acreción del agujero negro. Este material está siendo acelerado por campos magnéticos del disco y alcanzando velocidades de unos 400 a 800 kilómetros por segundo. Este material es expulsado por el disco e impide a los telescopios ópticos de la Tierra ver la zona alrededor del agujero negro. En resumen, en agujero negro se esconde detrás de los propios gases que emite. Créditos: NRAO/AUI/NSF; D. Berry / Skyworks

2. Esta es la primera simulación, hecha a mano en 1979, del disco de acreció alrededor de un agujero negro. Basada en cálculos computacionales por el astrofísico francés Jean-Pierre Luminet.

Simulación numérica de un disco de acreción gaseoso alrededor de un agujero negro. La fuerte curvatura del espacio distorsiona la imagen del disco y le permite ver la parte superior e inferior simultáneamente. Un disco de acreción se produce cuando una nube de materia se transfiere de una estrella a otra (sistema binario formado por una estrella y un agujero negro). Una cierta cantidad de gas, procedente de la estrella, cae lentamente hacia el agujero negro, creando un halo muy luminiscente. UMR8629 Departamento de Astrofísica y Cosmología Relativista (D.A.R.C) 19990001_0046

3. Los agujeros negros son regiones del espacio caracterizadas por tener una gravedad extrema. Es tanta la fuerza de gravedad que cualquier cosa que se les acerca es tragada por el agujero negro y nunca más vuelve a salir. ¡Ni siquiera la luz, que viaja a 300.000 kilómetros por segundo, es capaz de escapar a las garras gravitacionales de un agujero negro!

Sagittarius A*, captado por la el Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA. Los elipses indican ecos de luz. Crédito: NASA/CXC/Caltech/M.Muno et al.

4. ¡Los agujeros negros causan enormes chorros de materia! – La mayoría de la materia que hay cerca del borde de un agujero negro acaba precipitándose en él. Sin embargo, algunas de las partículas circundantes escapan momentos antes de la captura y son lanzadas al espacio a grandes distancias en forma de chorros.

Chorros de M87 vistos por el EHT- Crédito: Colaboración EHT

5. La colaboración EHT, que produjo y dio a conocer la primera imagen de un agujero negro el 10 de abril de 2019, acaba de revelar cómo se ve con luz polarizada el enorme objeto que hay en el centro de la galaxia Messier 87 (M87). Es la primera vez que los astrónomos han podido medir la polarización (una huella que dejan los campos magnéticos) tan cerca del borde de un agujero negro. La imagen inferior muestra la vista polarizada del agujero negro de M87, donde las líneas marcan la orientación de la polarización, determinada por el campo magnético que hay alrededor de la sombra del agujero negro.

La colaboración EHT (Event Horizon Telescope, telescopio del horizonte de sucesos), que produjo la primera imagen de un agujero negro hecha pública en 2019, ha revelado hoy cómo se ve con luz polarizada el enorme objeto que hay en el centro de la galaxia Messier 87 (M87). Es la primera vez que los astrónomos han podido medir la polarización (una huella que dejan los campos magnéticos) tan cerca del borde de un agujero negro. Esta imagen muestra la vista polarizada del agujero negro de M87. Las líneas marcan la orientación de la polarización, que está relacionada con el campo magnético que hay alrededor de la sombra del agujero negro. Crédito: EHT Collaboration

¿Impresionante no? Les adelantamos que la próxima semana, del 12 al 16 de abril, la NASA organizará su Semana de Agujeros Negros, por lo que podrán seguir sorprendiéndose con estos increíbles objetos, antes llamados «estrellas oscuras».

Crédito: ALMA, una colaboración global, enlace publicación.

10 de abril del 2021.