Astrónomos observan un fenómeno inesperado alrededor del agujero negro supermasivo M87*

Agujero negro de Messier 87

La colaboración Event Horizon Telescope previamente presentó por primera vez la primera imagen de un agujero negro. Desde entonces, se han realizado mejoras y adiciones en los observatorios que componen la red de radiotelescopios más grande del mundo, resultando en un estudio continuo del agujero negro M87*. Por ende, ahora se puede reconstruir su historia y evolución a lo largo de varios años, encontrando en el proceso un ambiente caótico en los límites de la física teórica.

Imagen del agujero negro supermasivo M87* en luz polarizada
Imagen del agujero negro supermasivo M87* visto en luz polarizada, indicando la presencia de campos magnéticos y su respectiva dirección. Créditos: EHT Collaboration.

Mega observatorio de agujeros negros

El EHT es una colaboración entre varios radiotelescopios alrededor de todo el globo terrestre. Por separado, cada uno tiene un cierto rango de frecuencias y resolución de observación, pero en conjunto actúan como un único radiotelescopio con una apertura efectiva del diámetro de la Tierra.

Todos estos datos son combinados por medio de distintos algoritmos de procesamiento, capaces de reconstruir la imagen del objeto, en este caso, un agujero negro. Sin embargo, para ser exacto, las imágenes muestran su sombra, dado que estos no emiten luz.  

En 2019, la colaboración EHT mostró al mundo la primera imagen de M87*, un agujero negro supermasivo a 55 millones de años luz de la Tierra. A partir de varias mejoras, en 2021 lograron capturar la polarización de la luz a su alrededor, dando paso al estudio de los campos magnéticos y su interacción con el material circundante.

Comparativa de las imágenes del agujero negro M87, en 2017 y 2018. / EHT

Evolución temporal

Un nuevo anuncio del EHT compara observaciones de M87* en 2017, 2018 y 2021. En cada una de ellas la región oscura central se mantiene de un tamaño constante, tal cual predice la teoría de la relatividad general. Pero, los campos magnéticos presentan un comportamiento turbulento y caótico, contrario a lo que se esperaba observar.

M87* a lo largo de 4 años
Comparativa en luz polarizada de la evolución de M87 en 2017, 2018 y 2021. Créditos: EHT.

En 2017, la polarización de la luz indicaba una configuración de los campos magnéticos en forma de espiral. En 2018 se estabilizaron ligeramente y al revisitar a M87* en 2021 se observan en espiral, pero en sentido contrario. Este proceso de inversión resulta inesperado con base en conocimiento que se tiene sobre la dinámica de los alrededores del agujero negro.

Por el momento se desconoce con precisión que efectos están provocando tal evolución a lo largo de los cuatro años de observación en cuestión. Cambios en el campo magnético suponen afectaciones en la forma en que la materia es absorbida, así como aquella que logra escapar a gran velocidad en un jet relativista.

Las recientes incorporaciones al EHT y ciertas mejoras en algunos telescopios de la red permitieron determinar con gran precisión la dirección de emisión de la base del jet. Estas mediciones son relevantes para modelar y entender como afecta la formación de estrellas en la propia galaxia y las consecuencias de los chorros de materia y energía en grandes escalas.

La colaboración EHT seguirá mejorando sus instrumentos y algoritmos para continuamente estudiar a M87* y Sagitario A*, permitiendo conocer más sobre la física en las cercanías de agujeros negros y posiblemente encontrar una explicación alrededor de la turbulenta evolución de los campos magnéticos alrededor de estos.

Francisco Andrés Forero Daza
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