La primera imagen de un agujero negro y su chorro de energía
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La gran mayoría de las galaxias albergan un agujero negro supermasivo en su centro. La nuestra, la Vía Láctea, tiene el suyo. También nuestra galaxia vecina, Messier 87, que está a 53 millones de años luz de la Tierra. Su gigante central fue el primero en ser ‘retratado’ por los telescopios humanos, en una imagen histórica en la que se mostraba el horizonte de sucesos y el brillo del material circundante girando a toda velocidad justo antes de ser engullido por la negrura del objeto celeste del que no escapa ni la luz.
Esta representación artística muestra un agujero negro supermasivo que gira rápidamente, rodeado por un disco de acreción. Este disco delgado de material en rotación está compuesto por los restos de una estrella similar a nuestro Sol que fue desgarrada por las fuerzas de marea del agujero negro. El agujero negro está marcado, mostrando la anatomía de este fascinante objeto.
Pero los agujeros negros no solo solo oscuridad: estos monstruos supermasivos pueden lanzar poderosos chorros de materia que se extienden más allá de sus propias galaxias. Ahora, un equipo internacional en el que también participan investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), acaban de conseguir captar por primera vez en una sola imagen el agujero negro de Messier 87 (M87) junto con su potente chorro. Los resultados se acaban de publicar en la revista Nature.
«Sabemos que los chorros son expulsados de la región que rodea a los agujeros negros», explica Ru-Sen Lu, del Observatorio Astronómico de Shanghai, en China. «Sin embargo, en realidad todavía no entendemos del todo cómo sucede. Para estudiarlo directamente necesitamos observar el origen del chorro lo más cerca posible del agujero negro». Es por ello que esta imagen será clave para desentrañar uno de los misterios que más intrigan a los científicos: el mecanismo detrás de estas potentes emanaciones.
Observaciones anteriores habían logrado obtener imágenes separadas de la región cercana al agujero negro, que es 6.500 millones de veces más masivo que nuestro Sol, y del chorro: esta es la primera vez que ambos se observan juntos. Gracias a esta captura, se podrán estudiar los fenómenos que unen a ambos. «Ahora, al mostrar la región que hay alrededor del agujero negro y el chorro al mismo tiempo, ya tenemos la imagen completa», señala Jae-Young Kim, de la Universidad Nacional Kyungpook, en Corea del Sur, y el Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Alemania.
Un telescopio virtual del tamaño de la Tierra
La imagen se obtuvo con el GMVA, ALMA y el GLT, formando una red global de radiotelescopios que han trabajado juntos como un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Una red tan grande puede discernir detalles muy pequeños en la región que hay alrededor del agujero negro de M87.
La nueva imagen muestra el chorro emergiendo cerca del agujero negro, así como lo que los científicos llaman la sombra del agujero negro. A medida que la materia orbita el agujero negro, se calienta y emite luz. El agujero negro se dobla y captura parte de esta luz, creando una estructura alrededor del agujero negro que, vista desde la Tierra, tiene forma de anillo.
La luz de M87 es producida por la interacción entre electrones altamente energéticos y campos magnéticos, un fenómeno conocido como radiación sincrotrón. Las nuevas observaciones revelan detalles novedosos sobre la ubicación y la energía de estos electrones y también introducen un apunte sobre la naturaleza del propio agujero negro: no tiene mucha hambre. Consume materia a un ritmo bajo, convirtiendo solo una pequeña fracción en radiación. Además, los nuevos datos aportan aspectos sorprendentes: la radiación de la región interna cercana al agujero negro es más amplia de lo esperado, lo que podría significar que hay algo más que gas cayendo en su interior. También podría existir un tipo de viento galáctico, que produce turbulencia alrededor del agujero negro.
Mirando al futuro
En el futuro, las observaciones con esta red de telescopios continuarán desentrañando cómo los agujeros negros supermasivos pueden lanzar poderosos chorros. «Planeamos observar la región que hay alrededor del agujero negro en el centro de M87 en diferentes longitudes de onda de radio para estudiar más a fondo la emisión del chorro», confirma Eduardo Ros, del Instituto Max Planck de Radioastronomía.
Estas observaciones simultáneas permitirían al equipo desentrañar los complicados procesos que tienen lugar cerca del agujero negro supermasivo. «Los próximos años serán emocionantes, ya que podremos aprender más sobre lo que sucede cerca de una de las regiones más misteriosas del Universo», concluye Ros.
Fuente: abc.es