Los telescopios de la NASA apoyan al Telescopio Event Horizon en el estudio del agujero negro de la Vía Láctea
Mientras el Event Horizon Telescope recopilaba datos para su nueva y notable imagen del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, una legión de otros telescopios, incluidos tres observatorios de rayos X de la NASA en el espacio, también estaban observando.
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| Estos gráficos muestran datos de rayos X de Chandra que representan gas caliente que fue expulsado de estrellas masivas cerca del agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea conocido como Sagitario A* (Sgr A*). Dos imágenes infrarrojas en diferentes longitudes de onda del Hubble revelan estrellas y gas frío. También se incluye la nueva imagen de Sgr A* del Event Horizon Telescope, basada en datos obtenidos en abril de 2017. Esta última imagen muestra el área cercana al "horizonte de eventos", el límite de un agujero negro del que nada puede escapar. Al combinar los datos del EHT con los de los telescopios de la NASA y otros en tierra, los astrónomos están aprendiendo más sobre Sgr A* y cómo interactúa con su entorno. Crédito: Chandra X-ray: NASA/CXC/SAO; Radiografía rápida: NASA/GSFC/Swift; IR: NASA/HST/STScI; Radio: Colaboración EHT |
Los astrónomos están utilizando estas observaciones para obtener más información sobre cómo el agujero negro en el centro de la galaxia de la Vía Láctea, conocido como Sagitario A * (Sgr A* para abreviar), interactúa con su entorno y se alimenta de él, a unos 27 000 años luz de la Tierra. .
Cuando el Event Horizon Telescope (EHT) observó a Sgr A* en abril de 2017 para crear la nueva imagen, los científicos de la colaboración también observaron el mismo agujero negro con instalaciones que detectan diferentes longitudes de onda de luz. En esta campaña de observación de múltiples longitudes de onda, reunieron datos de rayos X del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el Conjunto de telescopios espectroscópicos nucleares (NuSTAR) y el Observatorio Neil Gehrels Swift; datos de radio de la red de interferómetro de línea de base muy larga (VLBI) de Asia oriental y la matriz VLBI global de 3 milímetros; y datos infrarrojos del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile.
"El Event Horizon Telescope ha capturado otra imagen notable, esta vez del agujero negro gigante en el centro de nuestra propia galaxia", dijo el administrador de la NASA, Bill Nelson. "Observar más exhaustivamente este agujero negro nos ayudará a aprender más sobre sus efectos cósmicos en su entorno y ejemplifica la colaboración internacional que nos llevará al futuro y revelará descubrimientos que nunca podríamos haber imaginado".
Un objetivo importante era capturar destellos de rayos X, que se cree que son impulsados por procesos magnéticos similares a los que se ven en el Sol, pero que pueden ser decenas de millones de veces más poderosos. Estas erupciones ocurren aproximadamente a diario dentro del área del cielo observada por el EHT, una región ligeramente más grande que el horizonte de eventos de Sgr A*, el punto de no retorno para la materia que cae hacia el interior. Otro objetivo era obtener una visión crítica de lo que está sucediendo a mayor escala. Si bien el resultado de EHT muestra sorprendentes similitudes entre Sgr A* y el agujero negro anterior que capturó, M87*, la imagen más amplia es mucho más compleja.
"Si la nueva imagen EHT nos muestra el ojo de un huracán de agujero negro, entonces estas observaciones de múltiples longitudes de onda revelan vientos y lluvia equivalentes a cientos o incluso miles de millas más allá", dijo Daryl Haggard de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, quien es uno de los de los científicos principales de la campaña de longitudes de onda múltiples. "¿Cómo interactúa esta tormenta cósmica e incluso interrumpe su entorno galáctico?"
Una de las preguntas más importantes en torno a los agujeros negros es exactamente cómo recolectan, ingieren o incluso expulsan material que los orbita a una velocidad cercana a la de la luz, en un proceso conocido como "acreción". Este proceso es fundamental para la formación y crecimiento de planetas, estrellas y agujeros negros de todos los tamaños, en todo el universo.
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| Estos gráficos muestran datos de rayos X de Chandra que representan gas caliente que fue expulsado de estrellas masivas cerca del agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea conocido como Sagitario A* (Sgr A*). Dos imágenes infrarrojas en diferentes longitudes de onda del Hubble revelan estrellas y gas frío. También se incluye la nueva imagen de Sgr A* del Event Horizon Telescope, basada en datos obtenidos en abril de 2017. Esta última imagen muestra el área cercana al "horizonte de eventos", el límite de un agujero negro del que nada puede escapar. Al combinar los datos del EHT con los de los telescopios de la NASA y otros en tierra, los astrónomos están aprendiendo más sobre Sgr A* y cómo interactúa con su entorno. Crédito: Chandra X-ray: NASA/CXC/SAO; Radiografía rápida: NASA/GSFC/Swift; IR: NASA/HST/STScI; Radio: Colaboración EHT |
Las imágenes de Chandra de gas caliente alrededor de Sgr A* son cruciales para los estudios de acreción porque nos dicen cuánto material es capturado de las estrellas cercanas por la gravedad del agujero negro, así como cuánto logra acercarse al horizonte de eventos. Esta información crítica no está disponible con los telescopios actuales para ningún otro agujero negro en el universo, incluido M87*.
"Los astrónomos pueden estar de acuerdo en gran medida en lo básico: que los agujeros negros tienen material arremolinándose a su alrededor y parte de él cae en el horizonte de eventos para siempre", dijo Sera Markoff de la Universidad de Amsterdam en los Países Bajos, otro coordinador de las observaciones de longitud de onda múltiple. "Con todos los datos que hemos recopilado para Sgr A* podemos ir mucho más allá de esta imagen básica".
Los científicos de la gran colaboración internacional compararon los datos de las misiones de alta energía de la NASA y los otros telescopios con modelos computacionales de última generación que tienen en cuenta factores como la teoría general de la relatividad de Einstein, los efectos de los campos magnéticos y las predicciones de cuánta radiación debería generar el material alrededor del agujero negro en diferentes longitudes de onda.
La comparación de los modelos con las medidas da pistas de que el campo magnético alrededor del agujero negro es fuerte y que el ángulo entre la línea de visión del agujero negro y su eje de giro es bajo, menos de unos 30 grados. Si se confirma, esto significa que desde nuestro punto de vista estamos mirando hacia abajo a Sgr A* y su anillo más que de lado, sorprendentemente similar al primer objetivo de EHT M87*.
"Ninguno de nuestros modelos coincide perfectamente con los datos, pero ahora tenemos información más específica para trabajar", dijo Kazuhiro Hada del Observatorio Astronómico Nacional de Japón. "Cuantos más datos tengamos, más precisos serán nuestros modelos y, en última instancia, nuestra comprensión de la acumulación de agujeros negros".
Los investigadores también lograron captar destellos de rayos X, o estallidos, de Sgr A* durante las observaciones del EHT: uno débil visto con Chandra y Swift, y uno moderadamente brillante visto con Chandra y NuSTAR. Los destellos de rayos X con un brillo similar al último se observan regularmente con Chandra, pero esta es la primera vez que el EHT observa simultáneamente a Sgr A*, lo que ofrece una oportunidad extraordinaria para identificar el mecanismo responsable utilizando imágenes reales.
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| Cambios en el brillo de rayos X y radio de Sgr A* con el tiempo, para tres observaciones separadas el 6, 7 y 11 de abril de 2017. Las variaciones se muestran para rayos X (Chandra, Swift, NuSTAR) y radio (EHT, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y Submillimeter Array (SMA)). Los investigadores captaron dos destellos de rayos X durante estas observaciones, uno débil visto con Chandra y Swift, y uno moderadamente brillante visto con Chandra y NuSTAR. Los dos destellos están resaltados en regiones ligeramente sombreadas. Los destellos de rayos X con una intensidad similar a la más brillante se observan regularmente con Chandra, pero esta es la primera vez que el EHT ha estado observando simultáneamente a Sgr A*. La intensidad y la variabilidad observadas con el EHT, ALMA y el SMA aumentan en las pocas horas inmediatamente posteriores al destello de rayos X más brillante, un fenómeno que no se había visto en las observaciones de radio unos días antes. El documento II del conjunto recientemente publicado de documentos EHT incluye el tamaño de las diferentes variaciones. (Crédito: Universidad McGill/H. Boyce, D. Haggard; Colaboración EHT; NASA/CXC/Swift/NuSTAR; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); ASIAA/SAO/SMA) |
La intensidad y la variabilidad de las ondas milimétricas observadas con EHT aumentan en las pocas horas inmediatamente posteriores al destello de rayos X más brillante, un fenómeno que no se había visto en las observaciones milimétricas unos días antes. El análisis y la interpretación de los datos de EHT inmediatamente después de la llamarada se informarán en publicaciones futuras.
Los resultados del equipo EHT se publicarán el 12 de mayo en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters. Los resultados de longitudes de onda múltiples se describen principalmente en los artículos II y V.
El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Goddard administra la misión Swift en colaboración con Penn State, el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México y Northrop Grumman Space Systems en Dulles, Virginia. Otros socios incluyen la Universidad de Leicester y el Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard en el Reino Unido, el Observatorio Brera en Italia y la Agencia Espacial Italiana.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California administra NuSTAR para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. Los socios y colaboradores de la misión incluyen la Universidad Técnica Danesa (DTU), la Agencia Espacial Italiana (ASI), la Universidad de Columbia, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Orbital Sciences Corp., la Universidad de California, Berkeley y la Investigación del Archivo de Ciencias de Astrofísica de Alta Energía de la NASA. Centro.
Contactos con los medios:
megan watzke
Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts
617-496-7998
• Publicado en Chandra el 12 de mayo del 2022, enlace publicación.
