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El Telescopio del Horizonte de Sucesos captura la primera imagen de un Agujero Negro


Utilizando el Telescopio del Horizonte de Sucesos: una serie de ocho telescopios radiales terrestres a escala planetaria que incluye el telescopio IRAM de 30 m, ALMA, APEX, el telescopio James Clerk Maxwell, el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, el Submillimeter Array, el Telescopio Submillimeter y el Telescopio Polo Sur, los astrónomos obtuvieron la primera imagen de un agujero negro, usando observaciones del centro de Messier 87, una galaxia elíptica gigante ubicada a unos 53 millones de años luz del sistema solar en la constelación de Virgo.

El descubrimiento
La colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés) reveló la primera evidencia visual directa de un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia elíptica Messier 87 y su sombra.

La sombra del agujero negro que se ve en esta imagen es lo más cerca que podemos acercarnos a la figura del agujero negro, un objeto astronómico completamente oscuro del cual la luz no puede escapar. El límite del agujero negro, el horizonte de eventos, es alrededor de 2.5 veces más pequeño que la sombra que proyecta en la imagen y mide un poco menos de 25 mil millones de millas de ancho.

¿Qué son los agujeros negros?
Los agujeros negros son estructuras que almacenan en su interior materia extremadamente comprimida, objetos de una masa tan increíble que raya con los límites de lo imposible y un volumen tan insignificante en comparación con la cantidad de materia que contienen, que deforman drásticamente el tejido del espacio-tiempo. Cualquier objeto que pasa demasiado cerca de su enorme fuerza de gravedad, desde una estrella errante hasta un fotón de luz, es capturado de forma casi instantánea.

La mayoría de los agujeros negros son los restos condensados de una estrella masiva, el núcleo colapsado que permanece después de una explosión de supernova; uno de los eventos más violentos en todo el universo.

Sin embargo, el árbol genealógico del agujero negro tiene varias ramas, desde pequeñas estructuras como una célula humana, hasta gigantescos colosos cósmicos de miles de millones de veces más masivos que nuestro Sol.

"Si estamos inmersos en una región brillante, como un disco de gas incandescente, esperamos que un agujero negro cree una región oscura similar a una sombra, algo predicho por la relatividad general de Einstein que nunca habíamos visto antes", dijo el astrónomo de la Universidad de Radboud, el Dr. Heino Falcke, presidente del Consejo Científico de EHT.

El agujero negro central de Messier 87
"Esta sombra, causada por la curvatura gravitacional y la captura de luz por el horizonte de eventos, revela mucho sobre la naturaleza de estos objetos fascinantes y nos permitió medir la enorme masa del agujero negro central de Messier 87".

Según el equipo de EHT, el enorme agujero negro en el centro de Messier 87 tiene una masa de aproximadamente 6,5 mil millones de masas solares.

Múltiples calibraciones y métodos de obtención de imágenes revelaron una enorme estructura en forma de anillo con una región central oscura, la sombra del agujero negro, que persistió durante múltiples observaciones independientes.

"Una vez que estuvimos seguros de que habíamos fotografiado la sombra, pudimos comparar nuestras observaciones con los modelos informáticos extensos, que incluyen la física del espacio deformado, materia sobrecalentada y los fuertes campos magnéticos", dijo el Dr. Paul T.P. Ho, miembro de la Junta de EHT y Director del Observatorio de Asia Oriental.

"Muchas de las características de la imagen observada coinciden sorprendentemente bien con nuestra comprensión teórica".

"Esto nos hace confiar en la interpretación de nuestras observaciones, incluida nuestra estimación de la masa del agujero negro".

Interferometría de Muy Larga Base
Las observaciones del Telescopio del Horizonte de Sucesos utilizan una técnica llamada Interferometría de Muy Larga Base (VLBI, por sus siglas en inglés) que sincroniza las instalaciones de los telescopios de todo el mundo y aprovecha la rotación de nuestro planeta para formar un enorme telescopio del tamaño de la Tierra; Observa una longitud de onda de 1.3 mm.

La Interferometría de Muy Larga Base permite que el Telescopio del Horizonte de Sucesos logre una resolución angular de 20 micros-arcosegundos, suficiente para leer un periódico de Nueva York desde un café en la acera de París.

"Hemos tomado la primera fotografía de un agujero negro", dijo el director del Proyecto EHT, el Dr. Sheperd S. Doeleman, del Centro de Astrofísica de Harvard & Smithsonian.

"Esta es una hazaña científica extraordinaria realizada por un equipo de más de 200 investigadores".

Referencias de los documentos científicos:
Colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos et al. 2019. Primeros resultados del Telescopio del Horizonte de Sucesos M87. I. La Sombra del Agujero Negro Supermasivo. ApJL 875, L1; DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab0ec7

Colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos et al. 2019. Primeros resultados del Telescopio del Horizonte de Sucesos M87. II. Array e instrumentación. ApJL 875, L2; DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab0c96

Colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos et al. 2019. Primeros resultados del Telescopio del Horizonte de Sucesos M87. III. Procesamiento de datos y calibración. ApJL 875, L3; DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab0c57

Colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos et al. 2019. Primeros resultados del Telescopio del Horizonte de Sucesos M87. IV. Imágenes del Agujero Negro Supermasivo Central. ApJL 875, L4; DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab0e85

Colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos et al. 2019. Primeros resultados del Telescopio del Horizonte de Sucesos M87. V. Origen físico del anillo asimétrico. ApJL 875, L5; DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab0f43

Colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos et al. 2019. Primeros resultados del Telescopio del Horizonte de Sucesos M87. VI. La sombra y masa del agujero negro central. ApJL 875, L6; DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab1141

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