Captada a primeira imaxe histórica do buraco negro do centro da galaxia

O obxecto, denominado Saxitario A*, catro millóns de veces máis masivo ca o Sol, foi captado polo proxecto internacional Telescopio Horizonte de Sucesos

Primeira imaxe de Saxitario A*, o buraco negro supermasivo no centro da Vía Láctea. Foto: CSIC
Primeira imaxe de Saxitario A*, o buraco negro supermasivo no centro da Vía Láctea. Foto: CSIC

Un equipo internacional de investigadores captou a primeira imaxe histórica de Saxitario A*, o buraco negro supermasivo situado no centro da Vía Láctea. Este resultado constitúe unha evidencia de que o obxecto é realmente un buraco negro e achega valiosas pistas sobre o funcionamento destes xigantes que, crese, residen no centro da maioría das galaxias. A imaxe foi obtida por un equipo de investigación global, a Colaboración do Telescopio do Horizonte de Sucesos (do inglés Event Horizon Telescope, EHT), utilizando observacións cunha rede mundial de radiotelescopios, que funciona como un telescopio virtual do tamaño da Terra. Os resultados do equipo EHT publícanse hoxe xoves, 12 de maio, nunha edición especial de The Astrophysical Journal Letters.

A imaxe representa unha visión longamente esperada do enorme obxecto que se atopa no centro da nosa galaxia. Investigacións anteriores detectaran estrelas virando ao redor dun obxecto invisible, compacto e moi masivo no centro da Vía Láctea, o que suxería que este obxecto –coñecido como Saxitario A* (nomeado Saxitario A estrela ou Sgr A*)– é un buraco negro. A imaxe que se difunde hoxe proporciona a primeira evidencia visual directa diso.

Aínda que non podemos ver o buraco negro en si, xa que se trata dun obxecto totalmente escuro, o gas brillante que o rodea mostra unha firma reveladora: unha rexión central escura (chamada sombra) rodeada por unha estrutura brillante en forma de anel. Esta nova visión capta a luz dobrada pola poderosa gravidade do buraco negro, que ten unha masa de catro millóns de veces a do Sol.

A Teoría da relatividade de Einstein

“Sorprendeunos o ben que coincidía o tamaño do anel coas predicións da Teoría da relatividade xeral de Einstein”, sinala o científico principal do proxecto EHT Geoffrey Bower, do Instituto de Astronomía e Astrofísica, Academia Sínica (Taipei). “Estas observacións sen precedentes melloraron enormemente a nosa comprensión do que sucede no centro da nosa galaxia e ofrecen novos coñecementos sobre como os buracos negros xigantes interactúan coa súa contorna”.

Debido a que o buraco negro se acha a uns 27.000 anos luz da Terra, desde a nosa perspectiva o seu tamaño no ceo é, aproximadamente, o dunha rosquilla na lúa. Para obter a imaxe, o equipo empregou o poderoso Telescopio do Horizonte de Sucesos (EHT), que uniu oito radiotelescopios distribuídos ao longo de todo o planeta para formar un só telescopio virtual do tamaño da Terra.

Saxitario A* está a uns 27.000 mil anos luz da Terra

O EHT observou Sgr A* varias noites recompilando datos durante numerosas horas seguidas, de forma similar ao uso dun tempo de exposición prolongado nunha cámara fotográfica. Entre os radiotelescopios que forman o EHT, a antena IRAM de trinta metros situada en Sierra Nevada (Granada) xogou un papel esencial nas observacións que permitiron obter a primeira imaxe do buraco negro en SgrA*.

Este novo fito continúa a senda da colaboración EHT, que en 2019 difundía a primeira imaxe dun buraco negro, M87*, situada no centro da galaxia máis afastada: Messier 87.

Dous obxectos similares

Os dous buracos negros ven notablemente similares, a pesar de que o buraco negro da nosa galaxia é máis de mil veces máis pequeno e menos masivo que M87*. “Temos dous tipos completamente diferentes de galaxias e dúas masas de buracos negros moi diferentes, pero preto do bordo destes buracos negros ven incriblemente similares –apunta Sera Markoff, copresidente do Consello Científico do EHT e profesor de astrofísica teórica na Universidade de Ámsterdam–. Isto dinos que a Relatividade Xeral goberna estes obxectos de preto, e calquera diferenza que vexamos a maior distancia débese a diferenzas no material que rodea os buracos negros”.

A ciencia supera unha nova fronteira: a primeira imaxe dun buraco negro

Este resultado foi considerablemente máis difícil que o de M87*, a pesar de que Sgr A* se acha moito máis preto. O científico do EHT Chi-kwan Chan, do Observatorio Steward e do Departamento de Astronomía e do Instituto de Ciencia de Datos da Universidade de Arizona (EE UU), explica: “O gas nas proximidades dos buracos negros móvese á mesma velocidade -case tan rápido como a luz- ao redor de Sgr A* e de M87*. Pero, mentres que o gas tarda entre días e semanas en orbitar ao redor de M87*, máis grande, en Sgr A*, moito máis pequeno, completa unha órbita en cuestión de minutos. Isto significa que o brillo e o patrón do gas ao redor de Sgr A* cambiaban rapidamente mentres a Colaboración EHT o observaba: era un pouco como tentar tomar unha foto clara dun cachorro que persegue rapidamente a súa cola”.

Novas ferramentas de observación

O equipo tivo que desenvolver novas e sofisticadas ferramentas que desen conta do movemento do gas ao redor de Sgr A*. Mentres que M87* era un obxectivo máis fácil e estable, no que case todas as imaxes se vían igual, ese non era o caso de Sgr A*. A imaxe do buraco negro Sgr A* é unha media das diferentes imaxes que o equipo extraeu, revelando finalmente o xigante que reside no centro da nosa galaxia por primeira vez.

O esforzo foi posible grazas ao enxeño do equipo de máis de 300 persoas de 80 institutos de todo o mundo que forman a colaboración EHT. Ademais de desenvolver complexas ferramentas para superar os retos que supuxo obter a primeira imaxe de Sgr A*, o equipo traballou rigorosamente durante cinco anos, utilizando supercomputadoras para combinar e analizar os seus datos, todo iso mentres compilaban unha biblioteca sen precedentes de buracos negros simulados para comparar coas observacións.

A imaxe de Saxitario A* é unha media de diferentes fotografías que extraeu o equipo

“Estudos previos, galardoados co Premio Nobel de Física en 2020, demostraran que no centro da nosa galaxia reside un obxecto extremadamente compacto cunha masa catro millóns de veces maior que o noso Sol. Agora, grazas ao EHT, puidemos obter a primeira confirmación visual de que este obxecto é, case con toda seguridade, un buraco negro con propiedades que concordan perfectamente coa Teoría da Relatividade Xeral de Einstein”, afirma José Luis Gómez, membro do Consello Científico do EHT e líder do grupo do EHT no Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). As investigacións co EHT forman parte fundamental do proxecto estratéxico Severo Ochoa do IAA-CSIC.

Estudo das diferenzas

A colaboración está entusiasmada ao dispoñer finalmente de imaxes de dous buracos negros de tamaños moi diferentes, o que ofrece a oportunidade de comprender como se comparan e contrastan. Tamén comezaron a utilizar os novos datos para probar teorías e modelos sobre como se comporta o gas ao redor dos buracos negros supermasivos, un proceso que aínda non se comprende por completo pero que, crese, xoga un papel clave na formación e evolución das galaxias.

“Agora podemos estudar as diferenzas entre estes dous buracos negros supermasivos para obter novas e valiosas pistas sobre como funciona este proceso”, sinala o científico do EHT Keiichi Asada do Instituto de Astronomía e Astrofísica, Academia Sinica (Taipei). “Dispoñemos de imaxes de dous buracos negros, un no extremo grande e outro no pequeno dos buracos negros supermasivos que poboan o universo. Así, podemos ir máis lonxe que nunca para analizar como se comporta a gravidade nestas contornas extremas”.

Os avances continúan

Os avances no EHT continúan: en marzo de 2022 desenvolveuse unha gran campaña de observación que incluíu máis telescopios ca nunca. A continua ampliación da rede do EHT e as importantes actualizacións tecnolóxicas permitirán á colaboración compartir imaxes aínda máis impresionantes, así como películas de buracos negros nun futuro próximo.

España tivo unha contribución esencial nos resultados que presenta hoxe o EHT. O Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) coliderou a nivel internacional os traballos necesarios para a obtención da primeira imaxe do buraco negro en SgrA*, mentres que a Universidade de Valencia (UV) levou a cabo unha parte moi importante da análise dos datos do EHT.

O equipo español que participou neste achado está composto polos investigadores José Luis Gómez, Antonio Fuentes, Rocco Lico, Guang-Yao Zhao, Ilje Cho, Thalia Traianou, e Antxon Alberdi no IAA-CSIC; Iván Martí Vidal, Alejandro Mus, e Rebecca Azulay, da UV; Miguel Sánchez Portal, Salvador Sánchez, Pablo Tornei, Ignacio Ruiz, Santiago Navarro Fuentes, e Ioannis Myserlis, de IRAM.


Referencias: 

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.