Una nueva vista de la región más cercana al agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Messier 87 M87 ha mostrado detalles importantes de los campos magnéticos cercanos al agujero negro y da pistas sobre cómo los poderosos chorros de material pueden originarse en eseregión.
Un equipo mundial de astrónomos que utilizó el Event Horizon Telescope, una colección de ocho telescopios, incluido el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA en Chile, midió una firma de campos magnéticos, llamada polarización, alrededor del agujero negro.La polarización es la orientación de los campos eléctricos en la luz y las ondas de radio y puede indicar la presencia y alineación de campos magnéticos.
"Ahora estamos viendo la próxima pieza de evidencia crucial para comprender cómo se comportan los campos magnéticos alrededor de los agujeros negros y cómo la actividad en esta región tan compacta del espacio puede impulsar chorros de gran alcance", dijo Monika Mo? Cibrodzka, coordinadora de Polarimetría EHTGrupo de trabajo y profesor asistente en la Universidad de Radboud en los Países Bajos.
Nuevas imágenes con el EHT y ALMA permitieron a los científicos trazar un mapa de las líneas del campo magnético cerca del borde del agujero negro de M87. Ese mismo agujero negro es el primero en ser fotografiado, por el EHT en 2019. Esa imagen reveló un anillo brillante-como una estructura con una región central oscura: la sombra del agujero negro. Las imágenes más recientes son la clave para explicar cómo M87, a 50 millones de años luz de la Tierra, puede lanzar chorros de energía desde su núcleo.
El agujero negro en el centro de M87 es más de 6 mil millones de veces más masivo que el Sol. El material atraído hacia adentro forma un disco giratorio, llamado disco de acreción, que orbita de cerca al agujero negro. La mayor parte del material del disco cae enel agujero negro, pero algunas partículas circundantes escapan y son expulsadas al espacio en chorros que se mueven casi a la velocidad de la luz.
"Las imágenes polarizadas recientemente publicadas son clave para comprender cómo el campo magnético permite que el agujero negro 'coma' materia y lance poderosos chorros", dijo Andrew Chael, miembro del Hubble de la NASA en el Centro de Princeton para Ciencias Teóricas y Princeton GravityIniciativa en los EE. UU.
Los científicos compararon las nuevas imágenes que mostraban la estructura del campo magnético justo fuera del agujero negro con simulaciones por computadora basadas en diferentes modelos teóricos. Descubrieron que solo los modelos con gas fuertemente magnetizado pueden explicar lo que están viendo en el horizonte de eventos.
"Las observaciones sugieren que los campos magnéticos en el borde del agujero negro son lo suficientemente fuertes como para hacer retroceder el gas caliente y ayudarlo a resistir la atracción de la gravedad. Solo el gas que se desliza a través del campo puede girar en espiral hacia el horizonte de eventos", explicóJason Dexter, profesor asistente de la Universidad de Colorado Boulder y coordinador del Grupo de trabajo de teoría EHT.
Para realizar las nuevas observaciones, los científicos vincularon ocho telescopios de todo el mundo, incluido ALMA, para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, el EHT. La impresionante resolución obtenida con el EHT es equivalente a la necesaria para medir la longitudde una tarjeta de crédito en la superficie de la Luna.
Esta resolución permitió al equipo observar directamente la sombra del agujero negro y el anillo de luz a su alrededor, y la nueva imagen muestra claramente que el anillo está magnetizado. Los resultados se publican en dos artículos en el Cartas de revistas astrofísicas por la colaboración de EHT. La investigación involucró a más de 300 investigadores de múltiples organizaciones y universidades de todo el mundo.
También se publicó un tercer artículo en el mismo volumen del Cartas de revistas astrofísicas , basado en datos de ALMA, dirigido por Ciriaco Goddi, científico de la Universidad Radboud y el Observatorio de Leiden, Países Bajos.
"La información combinada del EHT y ALMA permitió a los científicos investigar el papel de los campos magnéticos desde la vecindad del horizonte de eventos hasta mucho más allá del núcleo de la galaxia, a lo largo de sus poderosos chorros que se extienden a miles de años luz", dijo Goddi..
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.
La colaboración EHT involucra a más de 300 investigadores de África, Asia, Europa, América del Norte y del Sur. La colaboración internacional está trabajando para capturar las imágenes de agujeros negros más detalladas jamás obtenidas mediante la creación de un telescopio virtual del tamaño de la Tierra.inversión, el EHT conecta los telescopios existentes utilizando sistemas novedosos, creando un instrumento fundamentalmente nuevo con el poder de resolución angular más alto que se haya logrado hasta ahora.
Los telescopios individuales involucrados son: ALMA, APEX, el Institut de Radioastronomie Millimetrique IRAM Telescopio de 30 metros, el Observatorio IRAM NOEMA, el Telescopio James Clerk Maxwell JCMT, el Gran Telescopio Milimétrico LMT, el Arreglo SubmilimétricoSMA, el Telescopio Submilimétrico SMT, el Telescopio del Polo Sur SPT, el Telescopio Kitt Peak y el Telescopio de Groenlandia GLT.
El consorcio EHT está formado por 13 institutos interesados: el Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sinica, la Universidad de Arizona, la Universidad de Chicago, el Observatorio de Asia Oriental, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Large Millimeter Telescope, MaxPlanck Institute for Radio Astronomy, MIT Haystack Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University y el Smithsonian Astrophysical Observatory.
El Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA, una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. NSF y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales NINS de Japón en cooperación con la República deChile. ALMA es financiado por ESO en nombre de sus Estados Miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá NRC y el Ministerio de Ciencia y Tecnología MOST y por NINS en cooperación con la Academia Sínica ASen Taiwán y el Instituto Coreano de Astronomía y Ciencias Espaciales KASI. La construcción y las operaciones de ALMA están dirigidas por ESO en nombre de sus Estados miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía NRAO, administrado por Associated Universities, Inc. AUI,en nombre de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón NAOJ en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA JAO proporciona el liderazgo y la gestión unificados de la construcción, puesta en servicio y operación de ALMAMÁ.
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