Investigadores de Corea del Sur están desarrollando una constelación de satélites que podría revelar lo que sucede en las proximidades de los agujeros negros supermasivos como nunca antes.
La constelación, denominada Capella, es una creación del profesor de astronomía de la Universidad Nacional de Seúl, Sascha Trippe. Un experto en agujeros negrosTrippe se ha sentido frustrado por las limitaciones de los instrumentos existentes en la humanidad para observar los agujeros negros y le preocupa que, a menos que se realicen grandes avances tecnológicos, la investigación pronto pueda llegar a un “callejón sin salida”.
cuando el Primera imagen de un agujero negro supermasivo – el que está en el centro de la galaxia Messier 87, a unos 55 millones de años luz de distancia Tierra — fue revelado al mundo en 2019, causó sensación. Mostraba un anillo brillante con forma de donut, que encierra una espeluznante mancha oscura. Confirmó que los agujeros negros, estos alucinantes puntos calientes de gravedad tan potentes que ni siquiera la luz puede escapar de ellos, efectivamente existen. En 2022, Una imagen del agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia.Le siguió la Vía Láctea. Por muy cautivadoras que fueran las imágenes, para investigadores como Trippe, no eran ni de lejos perfectas.
Estas imperfecciones son el resultado de las limitaciones de la Telescopio del horizonte de eventos (EHT), una red planetaria de radiotelescopios que actúa como un único observatorio planetario gracias a una técnica conocida como interferometría de base muy larga.
“El problema es que en un momento dado, cada par de antenas [of EHT] “Solo mide un punto de la imagen objetivo”, dijo Trippe a Space.com. “Terminas con una imagen que está mayoritariamente vacía y requiere mucho procesamiento. Por esa razón, nos perdemos mucha estructura, porque las características de un cierto tamaño simplemente no se pueden visualizar”.
Por ejemplo, los astrónomos saben que un potente chorro de gas caliente Explosiones del agujero negro Messier 87 a la velocidad de la luz. Este avión, sin embargo, no se puede ver en la famosa imagen de 2019.
Una forma de mejorar la resolución de las imágenes de los agujeros negros es medir las emisiones de señales de radio que tienen frecuencias más altas y, por tanto, longitudes de onda más cortas. Pero eso es imposible desde la superficie de nuestro planeta porque el vapor de agua presente en la atmósfera de la tierra absorbe principalmente esta señal.
Los radiotelescopios instalados en los satélites permitirían observar sin obstáculos este tipo de radiación. También resolverían dos problemas adicionales. La constelación de satélites Capella imaginada por Trippe y sus colegas constaría de cuatro satélites orbitando a altitudes entre 280 y 370 millas (450 y 600 kilómetros).
Ya no restringida por el perímetro del planeta, la red de radiotelescopios en órbita (mediante la técnica de interferometría) tendría un diámetro mayor que el EHT de todo el planeta, proporcionando así mejor calidad de imagen y mejor resolución. A medida que los satélites se mueven alrededor del planeta, dándole vueltas varias veces al día, sus mediciones no dejan espacios vacíos, a diferencia de la escasa red de telescopios EHT terrestres.
Trippe dice que el sistema abriría una ventana completamente nueva a los procesos que tienen lugar en las proximidades de los horizontes de sucesos de los agujeros negros, límites más allá de los cuales nada escapa.
“Realmente nos gustaría entender cómo se forman los chorros relativistas a partir del gas acumulado por el agujero negro”, dijo Trippe. “Pero requiere observaciones en resoluciones que actualmente son imposibles y que sólo podrían ser manejadas por un radiointerferómetro espacial como la constelación de Capella”.
El sistema de observación de agujeros negros en órbita podría obtener imágenes de agujeros negros en galaxias cercanas a un ritmo mucho más rápido que el EHT con destino a la Tierra y proporcionar estimaciones más precisas de sus masas. Según Trippe, también ayudaría a los investigadores a comprender los procesos que tienen lugar dentro de los anillos brillantes que rodean esos agujeros negros.
Hasta ahora los científicos no han intentado poner en órbita muchos radiotelescopios. Debido a las largas longitudes de onda de las señales de radio, las antenas receptoras deben ser bastante grandes y, por lo tanto, no son fáciles de lanzar o desplegar al espacio. Pero con los avances tecnológicos, Trippe cree que un modesto observatorio de radio ahora podría caber en un autobús satelital de 500 kilogramos.
“La tecnología está empezando a estar disponible ahora para que podamos construir estos sistemas lo suficientemente pequeños y baratos”, afirmó Trippe.
Su visión es que todo el sistema no cueste más de 500 millones de dólares. La recientemente formada Administración Aeroespacial de Corea del Sur ha expresado interés en el proyecto, dijo Trippe, y decidirá el próximo año sobre la financiación. Si todo va bien, los científicos podrían arrojar más luz sobre los insaciables monstruos de los centros galácticos a principios de la década de 2030.
Trippe y su equipo presentaron el concepto en artículo publicado en arXiv.