Investigadores que trabajan en el Event Horizon Telescope (EHT) han descubierto un nítido anillo de luz creado por fotones que corren alrededor de la parte posterior de un agujero negro supermasivo. La observación confirma una predicción de la teoría general de la relatividad de Einstein y arroja más luz sobre la masa del agujero negro y el poderoso chorro de material que emana del objeto supermasivo.
El EHT es un conjunto global de radiotelescopios que, cuando se combinan, tienen una apertura lo suficientemente amplia como para resolver el entorno inmediato de los agujeros negros supermasivos. En 2019, los científicos de EHT produjeron el primera imagen del disco brillante de gas y "sombra" que rodea el agujero negro supermasivo M87*. Este objeto está en el corazón de la galaxia Messier 87 y se cree que es unas 7 mil millones de veces más masivo que el Sol. Luego, el EHT apuntó al agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea y un imagen del disco y la sombra de ese objeto fue lanzado a principios de este año.
Ahora los investigadores de EHT dirigidos por avery broderick del Perimeter Institute for Theoretical Physics de Canadá y la Universidad de Waterloo han revisado sus observaciones de M87* en busca de un nítido anillo de luz creado por fotones que realizan una media órbita alrededor de la parte posterior del agujero negro antes de viajar a la Tierra. Este anillo fue predicho por simulaciones magnetohidrodinámicas relativistas generales de la región que rodea a M87*, pero no pudo verse debido al brillante disco de luz difusa creado por los fotones que viajan directamente a la Tierra.
viendo las luciérnagas
"Apagamos el reflector para ver las luciérnagas", dice Broderick, y agrega: "Hemos podido hacer algo profundo: resolver una firma fundamental de la gravedad alrededor de un agujero negro". El equipo hizo esto usando un nuevo algoritmo de imágenes que agregaron a TEMA – un marco de análisis que ayuda a los investigadores a comprender las observaciones de EHT.
Miembro del equipo Hung-Yi Pu de la Universidad Nacional Normal de Taiwán dice que el nuevo algoritmo permite que la colaboración "despegue" elementos de una imagen EHT para que "el entorno alrededor del agujero negro pueda revelarse claramente".
Construyendo un telescopio del tamaño de un planeta
Además de observar el anillo de fotones, el equipo encontró evidencia de un poderoso chorro giratorio de material expulsado de la región del agujero negro. La última observación confirma la predicción teórica de que la rotación del agujero negro crea una poderosa salida de material. Este último análisis, combinado con observaciones anteriores, también ha permitido al equipo dar el mejor valor hasta ahora para la masa de M87*, fijándolo en 7.13 ± 0.39 mil millones de masas solares.
La teoría predice que deberían existir más anillos alrededor de M87*, cada uno correspondiente a fotones que realizan diferentes órbitas alrededor del agujero negro. El equipo cree que debería poder refinar su análisis para ver al menos uno más de estos anillos.
La investigación se describe en The Astrophysical Journal.
