A icónica imaxe do buraco negro, agora en luz polarizada

A colaboración EHT consegue 'mellorar' a histórica fotografía, coa que se obtén importante información sobre estes misteriosos obxectos cósmicos

Imaxe do buraco negro supermasivo en M87 en luz polarizada. Fonte: Colaboración EHT.
Imaxe do buraco negro supermasivo en M87 en luz polarizada. Fonte: Colaboración EHT.

A colaboración do Telescopio do Horizonte de Sucesos (EHT polas súas siglas en inglés), que en 2019 permitiu obter a primeira imaxe dun buraco negro, revelou hoxe unha nova perspectiva do obxecto masivo no centro da galaxia M87: como se ve en luz polarizada, segundo informou o propio portal da colaboración este mércores, despois da publicación dun artigo en The Astrophysical Journal Letters.

Trátase da primeira vez que os astrónomos puideron medir a polarización, isto é, a ‘sinatura’ dos campos magnéticos, tan preto do bordo dun buraco negro. As observacións son clave para explicar como a galaxia M87, situada a 55 millóns de anos luz de distancia, pode lanzar chorros de material moi enerxéticos desde o seu núcleo.

Un importante paso que achega nova información

“Este traballo é un fito importante: a polarización da luz transporta información que nos permite comprender mellor a física detrás da imaxe que vimos en abril de 2019, algo que antes non era posible”, explica Iván Martí-Vidal, tamén coordinador do grupo de traballo de polarimetría do EHT e investigador do programa GenT da Universidade de Valencia. “Revelar esta nova imaxe en luz polarizada requiriu anos de traballo debido ás complexas técnicas involucradas na obtención e análise dos datos”, engade.

A observación da luz polarizada permite aos astrónomos obter nova información sobre os fenómenos que acontecen nos buracos negros

A luz polarízase cando atravesa certos filtros, como as das lentes de sol polarizadas, ou cando se emite en rexións quentes e magnetizadas do espazo. Da mesma maneira que as lentes de sol polarizadas só deixan pasar unha orientación determinada do campo eléctrico dos raios do Sol, os astrónomos poden obter información sobre a orientación do campo eléctrico da luz que vén do espazo usando uns polarizadores instalados nos telescopios. Especificamente, a polarización permite cartografar as liñas de campo magnético presentes no bordo interior do buraco negro.

“Estamos diante dunha evidencia única para comprender como se comportan os campos magnéticos ao redor dos buracos negros, e como a actividade nesta rexión tan compacta do espazo pode impulsar poderosos chorros que se estenden moito máis alá da galaxia”, apunta Monika Mościbrodzka, coordinadora do grupo de traballo de polarimetría do EHT e profesora asistente na Universidade de Radboud (Países Baixos). Nesta universidade tamén traballa a investigadora ourensá Raquel Fraga Encinas, nun dos principais proxectos da colaboración internacional que fixo posible a histórica imaxe en 2019, e que tamén é asinante da nova investigación publicada esta semana.

Raquel Fraga, a galega que axudou a capturar o buraco negro

A primeira imaxe do buraco negro que se publicou o 10 de abril de hai dous anos revelaba unha estrutura brillante en forma de anel cunha rexión central escura: a sombra do buraco. Desde entón, a colaboración EHT profundou nos datos sobre o obxecto supermasivo no corazón da galaxia M87 recompilados en 2017 e descubriu que unha fracción significativa da luz ao redor do buraco negro M87 está polarizada.

“As imaxes polarizadas recentemente publicadas son clave para comprender como o campo magnético permite que o buraco negro devore materia e lance poderosos chorros”, apunta Andrew Chael, membro da colaboración de EHT e investigador do Centro Princeton de Ciencia Teórica (Estados Unidos).

Os brillantes chorros de enerxía e materia que emerxen do núcleo de M87 e se estenden polo menos ata cinco mil anos luz do seu centro son unha das características máis misteriosas e enérxicas da galaxia. A maior parte da materia que se atopa preto do bordo dun buraco negro cae dentro. Con todo, algunhas das partículas circundantes escapan momentos antes da captura e son expulsadas ao espazo en forma de chorros.

O equipo baseouse en diferentes modelos de como se comporta a materia preto do buraco negro para comprender mellor este proceso. Pero aínda non saben exactamente como se propulsan chorros máis extensos que a propia galaxia desde a súa rexión central, tan pequena en tamaño como o Sistema Solar, nin como cae a materia no buraco negro. Coa nova imaxe do EHT do buraco negro, os astrónomos lograron atisbar por primeira vez a rexión límite do buraco negro onde ocorre esta interacción entre a materia que flúe cara a dentro e a que é expulsada.

As observacións proporcionan información nova sobre a estrutura dos campos magnéticos no bordo do buraco negro. O equipo descubriu que só os modelos teóricos con gas fortemente magnetizado poden explicar o que están a ver no horizonte de sucesos.

“As observacións suxiren que os campos magnéticos no bordo do buraco negro son o suficientemente intensos como para reter o gas quente e axudalo a resistir a atracción da gravidade. Só o gas que se desliza a través do campo pode virar en espiral cara ao horizonte de eventos”, explica Jason Dexter, profesor asistente da Universidade de Colorado en Boulder (Estados Unidos) e coordinador do grupo de traballo de teoría do EHT.

“Parte do material circundante que non cae ao buraco negro é arrastrado polo campo magnético dando lugar aos poderosos chorros que observamos nos núcleos activos de galaxias, como M87, algo que non puideramos observar ata o de agora”, sinala José Luis Gómez, coordinador do grupo de traballo de cartografiado do EHT e líder do grupo do EHT no Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), do que forman parte tamén os investigadores Rocco Lico, Guang-Yao Zhao, Antonio Fuentes, e Antxon Alberdi. “Múltiples técnicas de análises dos datos do EHT usáronse para corroborar estes resultados que nos permiten restrinxir a física que produce e alimenta estes obxectos extremos”, engade Lico.

Oito telescopios e máis de 300 investigadores

Map of the EHT. Stations active in 2017 and 2018 are shown with... | Download Scientific Diagram

Para observar o corazón da galaxia M87, a colaboración vinculou oito telescopios de todo o mundo, entre eles o radiotelescopio IRAM de 30 metros en Pico Catavento (Sierra Nevada, en Granada), para crear un telescopio virtual do tamaño da Terra, o EHT. A impresionante resolución obtida co EHT é equivalente á necesaria para medir a lonxitude dunha tarxeta de crédito na superficie da Lúa.

A colaboración uniu oito telescopios nun único dispositivo virtual, con capacidade para medir a lonxitude dunha tarxeta de crédito na superficie da Lúa

Isto permitiu ao equipo observar directamente a sombra do buraco negro e o anel de luz arredor del, coa nova imaxe de luz polarizada que mostra claramente que o anel está magnetizado. Os resultados publícanse hoxe en dous artigos separados en The Astrophysical Journal Letters asinados pola colaboración EHT. A investigación involucrou a máis de trescentos investigadores de múltiples organizacións e universidades de todo o mundo.

“O EHT avanza rápido, con actualizacións tecnolóxicas que se están realizando nos distintos telescopios que conforman o EHT, incluída a suma de novos observatorios. Esperamos que as futuras observacións do EHT revelen con maior precisión a estrutura do campo magnético ao redor do buraco negro e dígannos máis sobre a física do gas quente nesta rexión”, conclúe Jongho Park, membro da colaboración de EHT e investigador da Academia Sinica (Instituto de Astronomía e Astrofísica de Taipei, Taiwan).


Referencia: First M87 Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring (Publicado en The Astrophysical Journal Letters).

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.