Científicos capturan la primera imagen del chorro saliendo del borde de un agujero negro: ScienceAlert

Nuevas imágenes del agujero oscuro más fotografiado del universo dan una idea del comportamiento del misterioso agujero negro.

Por primera vez, estamos buscando la fuente de un flujo masivo de plasma que sale disparado hacia el espacio desde el borde del agujero negro supermasivo M87*. También es la primera vez que vemos la sombra del agujero negro y el chorro juntos en la misma imagen, una vista que debería ayudar a los astrónomos a aprender cómo se crean estos flujos gigantes de plasma.

«Sabemos que los chorros salen disparados de la región alrededor de los agujeros negros», dice el astrónomo Ro Sen Lu del Observatorio Astronómico de Shanghái en China, «pero todavía no entendemos completamente cómo sucede esto realmente. Para estudiar esto directamente, necesitamos observar el origen del chorro lo más cerca posible del agujero negro».

Los agujeros negros, como todos sabemos, son conocidos por no emitir nada que podamos detectar. Son tan densos que el espacio-tiempo se envuelve en una esfera cerrada a su alrededor, por lo que no hay suficiente velocidad en el universo para alcanzar la velocidad de escape. Pero el espacio fuera de los límites de esa esfera, lo que llamamos el horizonte de eventos, es otro asunto.

Esta es una región extrema donde la gravedad reina suprema. Cualquier materia cercana queda atrapada en su emboscada y gira en un disco de material que se vierte por el agujero negro como el agua por una alcantarilla. La fricción y la gravedad calientan este material, haciéndolo brillar; Esto es lo que vimos en la ahora famosa imagen de M87* publicada por primera vez en 2019, a partir de datos recopilados en 2017 por el Event Horizon Telescope (EHT) cooperar.

Pero no toda la materia se extrae necesariamente más allá del horizonte de sucesos. Algunos patinan hasta el borde antes de ser lanzados al espacio desde las regiones polares del agujero negro, formando chorros que pueden viajar a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz y perforar grandes distancias en el espacio interestelar.

Los astrónomos creen que este material ha sido desviado del borde interior del disco a lo largo de las líneas del campo magnético fuera del horizonte de sucesos. Estas líneas de campo magnético aceleran las partículas de manera que cuando llegan a los polos son lanzadas muy rápidamente al espacio.

Estos son los contornos. Es difícil precisar los detalles. Sabemos que M87* tiene un avión arriba 100.000 años luz de distancia en longitudes de onda de radio, que son aproximadamente del diámetro de nuestra galaxia. Entonces, en 2018, los astrónomos usaron los poderosos radiotelescopios de United para formar el Global mm-VLBI Array (GMVA) para ver si pueden capturar en detalle el área de donde despegan los aviones. Recopiló datos de longitud de onda más larga del EHT, revelando información diferente.

«El M87 se ha observado durante muchas décadas, y hace 100 años sabíamos que el avión existía, pero no podíamos ponerlo en contexto». Lou dice. “Con GMVA, incluidos los instrumentos principales en NRAO y GBO, notamos menos dudas, por lo que vemos más detalles, y ahora sabemos que hay más detalles para ver”.

Situada a unos 55 millones de años luz de distancia, la galaxia M87 alberga un agujero negro supermasivo de unas 6.500 millones de veces la masa del Sol, y está recogiendo activamente materia de un disco a su alrededor. La imagen capturada por el EHT mostró, por primera vez, la sombra de este agujero negro, una región oscura en el centro de un anillo de material brillante, distorsionada por la curvatura gravitatoria del espacio-tiempo.

La nueva imagen muestra una región espacial más amplia que la imagen EHT. Revela que el rango de plasma alrededor de M87* es mucho mayor que lo que vemos en la imagen EHT, así como la fuente del chorro.

«La imagen EHT original reveló solo una parte del disco de acreción que rodea el centro del agujero negro. Al cambiar las longitudes de onda de observación de 1,3 mm a 3,5 mm, podemos ver más del disco de acreción, y ahora el chorro, al mismo tiempo. tiempo,» dice el astrónomo Tony Minter Observatorio Nacional de Radioastronomía. «Esto reveló que el anillo alrededor del agujero negro es un 50 por ciento más grande de lo que pensábamos anteriormente».

La nueva imagen también reveló nueva información sobre cómo se lanza el chorro desde la región del espacio alrededor del agujero negro, lo que confirma que las líneas de campo magnético juegan un papel importante en el transporte de material para ser lanzado en forma de chorros.

Pero no actúan solos. a Viento fuerte Emite desde el propio disco, alimentado por presión de radiación. La foto muestra que estos vientos contribuyen a la creación de la M87.

Este es un avance muy importante en la ciencia de los agujeros negros, pero los investigadores no han terminado. Hay mucho que ver en todo el espectro de radio, y el M87* ha demostrado que puede ofrecer.

«Planeamos monitorear la región alrededor del agujero negro en el centro de M87 en varias longitudes de onda de radio para estudiar la emisión del chorro». dice el astrónomo Eduardo Ross del Instituto Max Planck de Radioastronomía de Alemania. “Los próximos años serán emocionantes, ya que podremos aprender más sobre lo que sucede cerca de una de las regiones más misteriosas del universo”.

Investigación publicada en naturaleza.