Campos magnéticos en el borde de un agujero negro

Las observaciones con el Event Horizon Telescope muestran una emisión de radio polarizada en el núcleo de la galaxia M87

Usando el Event Horizon Telescope, los astrónomos midieron por primera vez la firma de campos magnéticos en el borde de un agujero negro. La imagen de este gigante de masa en la galaxia M87 se extendió por todo el mundo en abril de 2019. Ahora los investigadores, entre otros del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, están analizando los datos más a fondo. La imagen resultante muestra la trayectoria de las líneas del campo magnético en las inmediaciones del agujero negro. Esta área es particularmente interesante porque es la fuente de un chorro de alta potencia, una corriente de gas de varios miles de años luz de longitud. Las notas deberían ayudar a aclarar el mecanismo subyacente.

Trampa de gravedad magnética: en esta imagen de la sombra de un agujero negro en el centro de M87, se dibujan las líneas curvas del campo de polarización, que muestran la trayectoria del campo magnético. Para resaltar las regiones con mayor polarización, la longitud y transparencia de las líneas se midieron mediante la intensidad de polarización.

© Colaboración EHT

El 10 de abril de 2019, se publicó la primera imagen de un agujero negro, que revela una estructura brillante en forma de anillo con una región central oscura: la sombra del agujero negro. Desde entonces, la colaboración EHT ha profundizado en sus datos, recopilados por telescopios de todo el mundo en 2017, y ha descubierto que una gran parte de la luz alrededor del agujero negro supermasivo en el núcleo de la galaxia M87 está a una distancia de 55 millones de años luz. está polarizado.

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“La polarización de la luz transporta información que nos permite comprender mejor la física detrás de la imagen que vimos en abril de 2019”, explica Monika Mościbrodzka, coordinadora del grupo de polarimetría EHT y profesora asociada en la Universidad de Radboud en los Países Bajos.

La luz se polariza cuando pasa a través de ciertos filtros, como las lentes de las gafas de sol polarizadas, o cuando se emite a áreas calientes del espacio que están magnetizadas. De la misma manera que las gafas de sol polarizadas nos ayudan a ver mejor al reducir los reflejos y el resplandor de las superficies brillantes, los astrónomos pueden agudizar su visión del área alrededor de un agujero negro al observar cómo se polariza la luz emitida desde allí. Específicamente, la polarización permite a los astrónomos mapear líneas de campo magnético en el borde interior de un agujero negro.

“Conocer la fuerza y ​​la estructura del campo magnético en la escala del tamaño del horizonte de sucesos es clave para comprender cómo la materia escapa a la atracción gravitacional de un agujero negro y cómo el avión sale de allí”, dice Alan Roy, científico del proyecto en VLBI. Interferometría básica grande) con el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) de MPIfR en el norte de Chile.

Una de las características más enigmáticas y enigmáticas de la galaxia es el brillante flujo de energía y materia que emana del núcleo de M87 y se extiende al menos a 100.000 años luz de su centro. La mayor parte del material se encuentra cerca del borde de un agujero negro. Sin embargo, algunas de las partículas circundantes escapan momentos antes de ser capturadas y explotan en el espacio en un jet.

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Los astrónomos se han basado en varios modelos de cómo se comporta la materia cerca de un agujero negro para comprender mejor este proceso. Pero todavía no saben exactamente cómo se lanza un avión, el más grande de la galaxia, desde una región muy compacta en su centro; es comparable en tamaño al sistema solar. Con la nueva imagen EHT del agujero negro y sus sombras en luz polarizada, los astrónomos pudieron por primera vez capturar una instantánea importante del mecanismo de lanzamiento a las escalas en las que se está formando el avión a reacción.

Para observar el área de lanzamiento altamente compacta de la aeronave en el núcleo de la galaxia M 87, la colaboración vinculó ocho telescopios en todo el mundo, incluidos los telescopios APEX e IRAM de 30 m en Pico Veleta, España, para crear un telescopio EHT virtual del tamaño de la Tierra. Los datos se recopilaron y procesaron en dos computadoras especiales de alto rendimiento, llamadas “correlacionadores”, una en MPIfR en Bonn. La asombrosa precisión de 20 microsegundos de arco obtenida solo con EHT es equivalente a la precisión requerida para medir la longitud de una tarjeta de crédito en la superficie de la luna.

Esto permitió al equipo observar directamente la sombra y el anillo de luz del agujero negro, y la nueva imagen de luz polarizada mostró claramente que el anillo estaba magnetizado. Los resultados se publican en dos artículos separados en The Astrophysical Journal Letters del EHT Global Collaboration Project, que reúne a más de 300 investigadores de múltiples organizaciones y universidades.

“EHT es una instalación única para probar las leyes de la física en una región hipergravitante. Nos brinda una oportunidad única de observar fenómenos que no hemos estudiado antes. Las futuras observaciones de EHT revelarán más información sobre la misteriosa región del espacio cerca del evento. horizontes del agujero negro supermasivo “. C.

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