Captan por primera vez un agujero negro emitiendo potente chorro

Observatorios de todo el mundo unen fuerzas para capturar la primera imagen de un agujero negro lanzando un potente chorro de materia

Gracias a esta nueva foto, los astrónomos esperan comprender cada vez mejor cómo los agujeros negros “lanzan” chorros ricos en energía.

Los agujeros negros son conocidos sobre todo como voraces omnívoros, que devoran y engullen cualquier material que se aventure demasiado cerca. Al mismo tiempo, sin embargo, los agujeros negros también pueden emitir chorros de materia (llamados jets). Estos chorros salen disparados a veces casi a la velocidad de la luz y a menudo llegan mucho más allá de los límites de su galaxia. Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo cómo se pueden crear estos enormes chorros. Sin embargo, una fotografía recién obtenida podría ayudar a desvelar este misterio. Por primera vez, los investigadores han conseguido fotografiar un agujero negro lanzando un potente chorro.

Imagen capturado

La foto de abajo muestra el chorro tbewond. Las observaciones se realizaron en 2018 con telescopios del Global Millimetre VLBI Array (GMVA), el Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) y el Greenland Telescope (GLT). Al hacer que estos radiotelescopios funcionaran juntos, se creó, por así decirlo, un gigantesco telescopio virtual del tamaño de la Tierra.

Imagen que muestra la sombra y el chorro del agujero negro
Esta imagen muestra por primera vez el chorro junto con la sombra del agujero negro en el centro de la galaxia M87. Imagen: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Por cierto, la imagen muestra no solo el chorro que se forma cerca del agujero negro, sino también la llamada sombra del agujero negro. El agujero negro en cuestión es el que se encuentra en la galaxia Messier 87 (M87). Y quizá ese nombre le resulte familiar. En efecto, hace unos años, los investigadores consiguieron captar por primera vez con una cámara este agujero negro, o más bien la sombra de su horizonte de observación. M87 se encuentra a unos 55 millones de años luz de la Tierra. El agujero negro que alberga esta galaxia tiene nada menos que 6500 millones de veces la masa de nuestro propio sol.

¿Qué es la sombra de un agujero negro?

La materia que rodea un agujero negro se calienta y emite luz. El agujero negro desvía esta luz y captura parte de ella. Esto crea, visto desde la Tierra, una estructura en forma de anillo alrededor del agujero negro. La zona oscura del interior del anillo es la sombra del agujero negro.

Como en el caso de la primera imagen icónica de este agujero negro, se han combinado datos de múltiples radiotelescopios repartidos por todo el mundo, pero a una longitud de onda mayor: 3,5 milímetros en lugar de 1,3 mm. “A esta longitud de onda, podemos ver cómo el chorro surge del anillo de emisión alrededor del agujero negro supermasivo central”, explica Thomas Krichbaum, del Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

Chorro: ¿Y Cómo se forman?

La imagen publicada hoy muestra por primera vez cómo la base de un chorro está conectada a la materia que se arremolina alrededor de un agujero negro supermasivo. La región que rodea este agujero negro y su chorro se habían observado anteriormente por separado. Sin embargo, esta es la primera vez que se observan juntos y simultáneamente. En otras palabras, por primera vez, los astrónomos han captado así la sombra del agujero negro de M87 y el potente chorro emitido por este agujero negro, todo a la vez. “Esta nueva imagen completa el cuadro al captar los alrededores del agujero negro y el chorro al mismo tiempo”, afirma Jae-Young Kim, del Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

Los investigadores esperan que esta imagen desvele el misterio de cómo los agujeros negros emiten estos chorros. “Sabemos que los chorros se originan cerca de los agujeros negros”, explica Ru-Sen Lu, investigador del Observatorio de Shanghai. “Pero aún no sabemos exactamente cómo ocurre. Para investigarlo directamente, necesitamos observar el chorro lo más cerca posible del agujero negro”. 

Y lo han conseguido bastante bien con la nueva foto. Por tanto, los astrónomos creen que la foto les ayudará a comprender mejor cómo los agujeros negros “lanzan” chorros de tan alta energía. En cualquier caso, la imagen proporciona a los científicos el contexto necesario para comprender cómo se forman los potentes chorros.

El anillo 

Las nuevas observaciones del agujero negro situado en el centro de M87 también han deparado una sorpresa. En efecto, el anillo captado ahora tiene aproximadamente la mitad de tamaño en comparación con “la primera foto del agujero negro”. Mediante simulaciones por ordenador, el equipo trató de explicar el origen físico del anillo, más grande y grueso. Los resultados sugieren que la nueva foto muestra más material cayendo hacia el agujero negro que el que se podía observar en la imagen anterior.

Los investigadores planean volver a desplegar la misma red de telescopios en el futuro. Aunque la foto actual ha proporcionado información importante, el equipo espera desentrañar por completo cómo emiten los potentes chorros los agujeros negros supermasivos. “Para estudiar el origen del chorro con más detalle, tenemos previsto observar la región que rodea al agujero negro del centro de M87 en diferentes longitudes de onda de radio”, explica Eduardo Ros, del Instituto Max Planck de Radioastronomía. De este modo, los investigadores esperan conocer mejor los complicados procesos que tienen lugar cerca del agujero negro. “Los próximos años serán apasionantes”, prosigue Ros, “porque aprenderemos cada vez más sobre lo que ocurre cerca de una de las regiones más misteriosas del universo”.

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