En imágenes de prueba de galaxias distantes, un conjunto de Telescopios de Horizonte de Eventos ha logrado las observaciones de mayor resolución jamás tomadas desde la Tierra.
Es un logro que pone a nuestro alcance imágenes aún más espectaculares de galaxias supermasivas. agujeros negrosofreciendo mejoras futuras que son un 50 por ciento más detalladas que las imágenes obtenidas hasta la fecha – las de M87*un supermasivo agujero negro A 55 millones de años luz de distancia, y Sagitario A* (Sgr A*), el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia.
Las nuevas observaciones, que se han realizado con solo algunos de los telescopios que componen el conjunto Event Horizon Telescope (EHT), no han dado lugar a nuevas imágenes. Para ello, se requiere todo el potencial del conjunto.
Pero el experimento ha conseguido observar el Universo con la mayor resolución jamás alcanzada desde la superficie de la Tierra, detectando luz infrarroja lejana a una frecuencia relativamente más alta de 345 GHz, que tiene una longitud de onda de sólo 0,87 milímetros.
“Con el EHT, vimos las primeras imágenes de agujeros negros usando observaciones en longitudes de onda de 1,3 milímetros, pero el anillo brillante que vimos, formado por la luz que se dobla en la gravedad del agujero negro, todavía se veía borroso porque estábamos en los límites absolutos de cuán nítidas podíamos hacer las imágenes”, dice el astrofísico Alexander Raymond del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
“Con 0,87 mm, nuestras imágenes serán más nítidas y detalladas, lo que a su vez probablemente revelará nuevas propiedades, tanto las que se habían previsto anteriormente como quizás algunas que no”.
Las imágenes de M87* y Sgr A* son el producto de una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga, o VLBI, que involucra no uno sino muchos conjuntos de radiotelescopios en todo el mundo, todos trabajando juntos con precisión sincronizada.
La combinación de numerosos conjuntos da como resultado un área de recolección del tamaño de la Tierra; cuantas más antenas de telescopio se utilicen, más detallados serán los datos resultantes. Pero con tantos telescopios, hay una gran cantidad de datos; clasificarlos, analizarlos y procesarlos para producir una imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro es una tarea monumental. Entre la recolección de datos y el análisis y procesamiento, cada imagen requiere dedicación, tiempo y trabajo.
Sin embargo, las imágenes todavía están bastante borrosas y solo hay dos formas de mejorar la resolución. La primera es aumentar el tamaño del telescopio, algo que no se va a hacer a toda prisa: el EHT ya tiene el tamaño de la Tierra. La otra es observar a una frecuencia más alta.
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Esta última opción es mucho más factible, pero no está exenta de desafíos. Por ejemplo, el vapor de agua absorbe las ondas de 0,87 milímetros mucho más que las de 1,3 milímetros, lo que da como resultado una opacidad atmosférica mucho mayor en esa longitud de onda. Las observaciones anteriores con 0,87 milímetros han requerido el uso de un telescopio espacial, que no tiene un área colectora del tamaño de la Tierra como el EHT.
La colaboración EHT ha desarrollado una forma de corregir los efectos del vapor de agua en la atmósfera que mejora la eficiencia del conjunto y permite realizar observaciones de 0,87 milímetros desde la superficie de la Tierra.
Las nuevas observaciones prometen una resolución equivalente a observar una tapa de botella en La luna desde la Tierra, lo que significa que podremos ver agujeros negros supermasivos más pequeños, más débiles y más distantes.
Las observaciones también significan que pronto podríamos estar viendo vistas multicolores del material caliente y agitado que gira alrededor de estos gigantes cósmicos, al obtener imágenes en longitudes de onda de 1,3 milímetros y 0,87 milímetros simultáneamente.
“Para entender por qué esto es un gran avance, considere la explosión de detalles adicionales que se obtiene al pasar de fotos en blanco y negro a color”. dice el astrofísico Sheperd ‘Shep’ Doeleman del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian y del Observatorio Astrofísico Smithsonian.
“Esta nueva ‘visión en color’ nos permite separar los efectos de la gravedad de Einstein de los gases calientes y los campos magnéticos que alimentan los agujeros negros y lanzan poderosos chorros que se extienden a través de distancias galácticas”.
Estamos muy cerca de aprender mucho más sobre los agujeros negros de lo que jamás habíamos podido. Estén atentos: la ciencia épica acecha en el horizonte de sucesos.
La investigación ha sido publicada en El diario astronómico.