Revelan nuevas detecciones de los fuertes campos magnéticos del agujero negro supermasivo en M87

8 Noviembre, 2023 / Tiempo de lectura: 6 minutes

La colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) ha publicado nuevos resultados que describen por primera vez cómo la luz del borde del agujero negro supermasivo M87* gira en espiral a medida que escapa de la intensa gravedad del agujero negro, una característica conocida como polarización circular. La forma en que el campo eléctrico de la luz prefiere girar en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj a medida que viaja transporta información sobre el campo magnético y los tipos de partículas de alta energía alrededor del agujero negro. El nuevo artículo, publicado hoy en Astrophysical Journal Letters, respalda hallazgos anteriores del EHT de que el campo magnético cerca del agujero negro M87* es lo suficientemente fuerte como para impedir ocasionalmente que el agujero negro trague materia cercana.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) es el telescopio milimétrico/submilimétrico más potente del mundo y un instrumento clave para el EHT. La luz en espiral en el centro de esta investigación comprende ondas de radio de baja frecuencia, luz que no puede ser vista por el ojo humano ni por los telescopios ópticos, pero que puede ser observada por muchos radiotelescopios, incluido ALMA, que trabajan juntos a través del EHT.

"La polarización circular es la señal final que buscamos en las primeras observaciones del agujero negro M87 por parte del EHT, y fue, con mucho, la más difícil de analizar", dice Andrew Chael, investigador asociado de la Gravity Initiative de la Universidad de Princeton, quien coordinó el proyecto. “Estos nuevos resultados nos dan confianza en que nuestra imagen de un fuerte campo magnético que impregna el gas caliente que rodea el agujero negro es la correcta. Las observaciones sin precedentes del EHT nos permiten responder preguntas de larga data sobre cómo los agujeros negros consumen materia y lanzan chorros fuera de sus galaxias anfitrionas”.

"Los campos magnéticos que estamos presenciando con la polarización circular de M87* fortalecen los resultados de la polarización lineal publicados en 2021, pero aún dejan margen de mejora". reflexiona Hugo Messias, quien lidera el equipo de observaciones interferométricas de líneas de base muy largas (VLBI, por su sigla en inglés)¹ en ALMA. "Esta luz polarizada circularmente que se ha detectado ahora es muy débil, pero en años más recientes, EHT ha estado observando con más estaciones y sensibilidad mejorada, lo que significa que el análisis en curso probablemente nos proporcionará nuevos consejos sobre los secretos alrededor de M87*."

En 2019, el EHT publicó su primera imagen de un anillo de plasma caliente cerca del horizonte de sucesos de M87*. En 2021, el equipo científico del EHT publicó una imagen que muestra las direcciones de los campos eléctricos oscilantes a lo largo de la imagen. Este resultado, conocido como polarización lineal, fue la primera señal de que los campos magnéticos cercanos al agujero negro eran ordenados y fuertes. Las nuevas mediciones de la polarización circular, que indican cómo los campos eléctricos de la luz giran en espiral alrededor de la dirección lineal del análisis de 2021, entregan evidencia aún más concluyente de estos fuertes campos magnéticos. ALMA proporcionó datos y calibración para estos resultados, y sirvió como conjunto de antenas de referencia para el EHT. Sin la sensibilidad mucho mayor de ALMA como antena de referencia, no se habría podido detectar la polarización circular.

Información adicional

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) en Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI). 

La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus Estados miembros, por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI) en nombre de América del Norte, y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona el liderazgo unificado y la gestión de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.

El consorcio EHT está formado por 13 instituciones participantes: el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica, la Universidad de Arizona, la Universidad de Chicago, el Observatorio de Asia Oriental, la Universidad Goethe de Frankfurt, el Instituto de Radioastronomía Milimétrica, el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, el Instituto Max Planck de Radioastronomía, el Observatorio de Haystack del MIT, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, el Instituto Perimeter de Física Teórica, la Universidad de Radboud en Nimega y el Observatorio Astrofísico Smithsonian.

Imagen

Notas

1. Las observaciones obtenidas con el EHT usan una técnica conocida como interferometría para conectar antenas en distintas partes del mundo y ampliar las lineas de base a dimensiones globales. De ahí que se creó un equipo específico dentro de ALMA para interferometría de lineas de base muy largas (VLBI - Very Long Baseline Interferometry) ↩︎