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Todas sus preguntas sobre la nueva imagen del agujero negro respondidas


Los terrícolas vimos por primera vez una imagen real de un agujero negro.

imagen del primer agujero negro

La imagen muestra un anillo torcido de tonos naranjas que rodea la sombra oscura de un agujero negro que engulle la materia a 55 millones de años luz de distancia en el centro de una galaxia conocida como Virgo A (Messier 87).

Este primer vistazo borroso es suficiente para confirmar que la teoría de la relatividad de Einstein funciona incluso en el límite de este abismo gigante, un lugar extremo donde algunos pensaron que se romperían sus ecuaciones. Pero esta imagen plantea muchas preguntas. Aquí están algunas de sus preguntas (11 preguntas totales) que más me habéis realizado y que han sido respondidas.

¿Qué es un agujero negro?

Los agujeros negros son objetos extremadamente densos de los que nada, ni siquiera la luz, pueden escapar. A medida que comen materia cercana, crecen en tamaño. Los agujeros negros generalmente se forman cuando una estrella grande muere y se colapsa sobre sí misma.

Se cree que los agujeros negros supermasivos, que son millones o billones de veces tan masivos como el Sol, se encuentran en el centro de casi todas las galaxias, incluida la nuestra. El nuestro se llama Sagitario A *.

¿Por qué no hemos visto una imagen de un agujero negro antes?

Los agujeros negros, incluso los supermasivos, son grandes pero no son tan grandes como para observarlos con facilidad. Por ejemplo, tomar una imagen del agujero negro en el centro de nuestra Vía Láctea, que se cree que es alrededor de 4 millones de veces más grande que el Sol, es como tomar una fotografía de un DVD en la superficie de la luna.

Antes de esta imagen, ¿cómo sabíamos que existían los agujeros negros?

La teoría de la relatividad de Einstein predijo primero que cuando una estrella masiva moría, dejaba un núcleo denso. Si este núcleo era tres veces más masivo que el Sol, sus ecuaciones mostraban que la fuerza de la gravedad producía un agujero negro.

Pero hasta el 10 de abril, los científicos no podían fotografiar ni observar directamente los agujeros negros. Más bien, se basaron en evidencia indirecta, comportamiento o señales provenientes de otros objetos cercanos. Por ejemplo, un agujero negro engulle estrellas que se desvían demasiado cerca de él. Este proceso calienta las estrellas, provocando que emitan señales de rayos X que son detectables por los telescopios. A veces, los agujeros negros también escupen ráfagas gigantes de partículas cargadas, que, de nuevo, son detectables por nuestros instrumentos.

Los científicos a veces también estudian el movimiento de los objetos, si parecen ser extraídos, el agujero podría ser el culpable.

¿Qué estamos viendo en la imagen?

Los agujeros negros emiten muy poca radiación para ser detectados, pero, como predijo Einstein, se puede ver el contorno de un agujero negro y su horizonte de sucesos, el límite más allá del cual la luz no puede escapar.

El círculo oscuro en el centro es la "sombra" del agujero negro que se revela por el gas brillante que se encuentra en el horizonte de sucesos a su alrededor. (El extremo tirón gravitacional del agujero negro sobrecalienta el gas, lo que provoca que emita radiación o "brille"). Pero el gas en el horizonte de sucesos no es realmente naranja, sino que los astrónomos involucrados en el proyecto eligieron colorear las señales de ondas de radio de color naranja para describir cuán brillantes son las emisiones.

Los tonos amarillos representan las emisiones más intensas, mientras que el rojo representa una intensidad más baja y el negro representa pocas o ninguna emisión. En el espectro visible, el color de las emisiones probablemente se vería a simple vista como blanco, quizás ligeramente contaminado con azul o rojo.

¿Por qué la imagen es borrosa?

Con la tecnología actual, esa es la resolución más alta posible. La resolución del Telescopio de Horizon of Events es de unos 20 microarcsegundos.

Si toma una foto normal que contiene millones de píxeles, verá la misma resolución que se ve en la imagen del agujero negro, según Geoffrey Crew, vicepresidente de la Telescopio horizonte de sucesos. Pero considerando que están captando un agujero negro a 55 millones de años luz de distancia, eso es increíblemente impresionante.

¿Por qué el anillo es tan irregular en forma?

La respuesta que los científicos aún no conocemos, y que esperamos responder en el futuro, por el momento, es lo que M87 nos ha mostrado.

¿Cómo los científicos capturaron esta imagen?

Más de 200 astrónomos de todo el mundo tomaron las medidas utilizando ocho radiotelescopios terrestres conocidos colectivamente como el Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT). Estos telescopios suelen estar ubicados en sitios de gran altitud, como volcanes en Hawai y México, montañas en Arizona y la Sierra Nevada española, el Desierto de Atacama y la Antártida, según un comunicado de la Fundación Nacional de Ciencia.

En abril de 2017, los astrónomos sincronizaron todos los telescopios para tomar medidas de las ondas de radio emitidas desde el horizonte de sucesos del agujero negro, todos al mismo tiempo. Según el comunicado, la sincronización de los telescopios fue similar a la creación de un telescopio del tamaño de la Tierra con una resolución impresionante de 20 microarcsegundos, suficiente para leer un periódico en manos de un neoyorquino desde una cafetería en París. (En comparación, el agujero negro que fotografiaron tiene alrededor de 42 microarcsegundos).

Luego tomaron todas estas medidas sin procesar, las analizaron y las combinaron en la imagen que vemos.

¿Por qué los científicos midieron las ondas de radio en lugar de la luz visible para capturar la imagen?

Podrían obtener una mejor resolución usando ondas de radio que si usaran luz visible. Las ondas de radio actualmente ofrecen la resolución angular más alta de cualquier técnica en la actualidad. La resolución angular se refiere a qué tan bien (el ángulo más pequeño) un telescopio puede distinguir entre dos objetos separados.

¿Es esta una fotografía real?

No, no en el sentido tradicional. Es difícil hacer una imagen con ondas de radio. Los científicos de la misión midieron las ondas de radio que se emitían desde el horizonte de sucesos del agujero negro y luego procesaron esa información con una computadora para crear la imagen que podemos ver.

¿Esta imagen demuestra una vez más la teoría de la relatividad de Einstein?

Sí. La teoría de la relatividad de Einstein predijo que los agujeros negros existen y que tienen horizontes de sucesos. Las ecuaciones también predicen que el horizonte de sucesos debería ser algo circular y el tamaño debería estar directamente relacionado con la masa del agujero negro.

Un horizonte de sucesos algo circular y la masa inferida del agujero negro coincide con las estimaciones de lo que debería basarse en el movimiento de las estrellas que se alejan de él.

¿Por qué no capturaron una imagen del agujero negro de nuestra propia galaxia, en lugar de elegir uno lejano?

M87 fue el primer agujero negro que los investigadores midieron, así que lo analizaron por primera vez. Pero también fue una imagen más fácil en comparación con Sagitario A *, que se encuentra en el centro de nuestra galaxia. Esto se debe a que está tan lejos que no se "mueve" mucho durante una noche de mediciones. Sagitario A * está mucho más cerca, por lo que no está tan "arreglado" en el cielo. En cualquier caso, se está trabajando en conseguir una imagen del agujero negro del centro de nuestra galaxia.