El Telescopio Event Horizon revela campos magnéticos alrededor del agujero negro central de la Vía Láctea

Los astrónomos de la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) han descubierto poderosos campos magnéticos que giran en espiral alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, llamado Sagitario A* (Sgr A*). En 2022, la colaboración EHT publicó la primera imagen de Sgr A*, revelando que se parece mucho al agujero negro mucho más grande en el centro de la galaxia Messier 87 (M87*). Esto llevó al equipo a estudiar Sgr A* en luz polarizada, lo que les ayudó a estudiar los campos magnéticos que rodean el agujero negro.

Sagitario A* se encuentra a 27.000 años luz de la Tierra y tiene una masa aproximadamente cuatro millones de veces la del Sol. El Event Horizon Telescope observó el agujero negro en abril de 2017. La colaboración EHT utilizó estas observaciones tanto para la imagen original de 2022 como para el estudio actual.

“Lo que vemos ahora es que hay campos magnéticos fuertes, retorcidos y organizados cerca del agujero negro en el centro de la Vía Láctea”, dijo Sara Issaoun del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, Cambridge, Massachusetts. “Además del hecho de que Sgr A* tiene una estructura de polarización sorprendentemente similar a la observada en el agujero negro M87*, mucho más grande y poderoso, hemos aprendido que los campos magnéticos fuertes y ordenados son esenciales para la forma en que los agujeros negros interactúan con el gas. y la materia que los rodea. a ellos.»

Debido a su distancia, estudiar Sagitario A* requiere algo más que un simple telescopio. El Event Horizon Telescope es una colaboración global de radiotelescopios unidos para trabajar al unísono para estudiar los agujeros negros. Esta colaboración crea efectivamente un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, que permite a los astrónomos observar directamente los agujeros negros y sus alrededores.

Incluso con EHT, estudiar los agujeros negros es difícil. El plasma que rodea a Sgr A* orbita el agujero negro en sólo unos minutos, lo que significa que los astrónomos no podrían obtener una imagen clara a menos que encontraran una manera de compensar esta rotación. Para generar la primera imagen de 2022, los astrónomos tuvieron que crear un promedio de miles de otras imágenes que coincidían exactamente con las observaciones del EHT.

Además, la señal se ve perturbada por el plasma interestelar entre la Tierra y el agujero negro, lo que dificulta aún más su estudio, especialmente en luz polarizada.

«Como Sgr A* se mueve mientras intentamos fotografiarlo, fue difícil construir incluso una imagen no polarizada», dijo Geoffrey Bower del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica de Taiwán. “Nos sentimos aliviados de que fuera posible obtener imágenes polarizadas. Algunos modelos eran demasiado desordenados y turbulentos para construir una imagen polarizada, pero la naturaleza no era tan cruel.

Al igual que la imagen de 2022, la imagen recientemente publicada de Sagitario A* se genera a partir de un promedio de varios conjuntos de datos obtenidos a partir de observaciones del EHT utilizando diferentes métodos. Para crear la imagen final, los astrónomos la procesaron para resaltar regiones de alta polarización y la superpusieron a la imagen de 2022.

Pero, ¿cómo ayuda la luz polarizada a los astrónomos a estudiar los campos magnéticos?

Cuando la luz se emite hacia regiones calientes y magnetizadas del espacio, se polariza en un patrón perpendicular a las líneas del campo magnético. Este es el caso del plasma caliente que rodea un agujero negro. Esto hace que la luz polarizada sea particularmente útil para los astrónomos interesados ​​en los campos magnéticos.

«Al imaginar la luz polarizada del gas caliente y brillante cerca de los agujeros negros, inferimos directamente la estructura y la fuerza de los campos magnéticos que guían el flujo de gas y materia de los cuales el agujero negro se alimenta y expulsa», dijo Angelo, un Miembro de la Iniciativa Agujero Negro de Harvard. Ricarte. «La luz polarizada nos dice mucho más sobre la astrofísica, las propiedades del gas y los mecanismos que ocurren cuando un agujero negro se alimenta».

Messier 87* (izquierda) y Sagitario A* (derecha) en luz polarizada, fotografiados por el telescopio Event Horizon. (Crédito: Colaboración EHT)

Las nuevas imágenes revelan aún más similitudes entre Sgr A* y M87* que las anteriores. Un estudio anterior de M87* encontró que el agujero negro lanzaba chorros de material al espacio y los resultados actuales sugieren que lo mismo podría suceder en Sgr A*. Además, las similitudes sugieren que ciertos procesos son similares para todos los agujeros negros, independientemente de las diferencias de masa y tamaño.

“El hecho de que la estructura del campo magnético de M87* sea tan similar a la de Sgr A* es significativo porque sugiere que los procesos físicos que gobiernan cómo un agujero negro alimenta y lanza un chorro podrían ser universales entre los agujeros negros supermasivos, a pesar de la diferencias. en masa, tamaño y entorno”, dijo Mariafelicia De Laurentis de la Universidad Federico II de Nápoles, Italia. «Este resultado nos permite perfeccionar nuestros modelos teóricos y simulaciones, mejorando así nuestra comprensión de cómo se ve influenciada la materia cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro».

Está previsto que el Telescopio Horizonte de Sucesos observe Sagitario A* nuevamente en abril, pero esta vez participarán más telescopios. Esto permite a los astrónomos observar el agujero negro en más frecuencias.

Los hallazgos de la colaboración EHT se informaron en dos artículos (A Y dos), publicado el 27 de marzo en The Astrophysical Journal Letters.

(Imagen principal: Sagitario A* en luz polarizada captada por el Event Horizon Telescope. Crédito: EHT Collaboration)