Crédito: Event Horizon Telescope Collaboration

La obtuvieron a través del Telescopio Event Horizon Telescope y está ubicado en el centro de la galaxia M87. La imagen muestra un anillo brillante formado cuando la luz se curva en la gravedad intensa alrededor de un agujero negro que es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol. Esta imagen largamente buscada proporciona la evidencia más sólida hasta la fecha de la existencia de agujeros negros supermasivos y abre una nueva ventana al estudio de los agujeros negros, sus horizontes de eventos y la gravedad.

El Event Horizon Telescope (EHT), un conjunto a escala planetaria de ocho radiotelescopios terrestres forjados a través de la colaboración internacional, fue diseñado para capturar imágenes de un agujero negro. Hoy, en conferencias de prensa coordinadas en todo el mundo, los investigadores de EHT revelaron n que han tenido éxito, revelando la primera evidencia visual directa de un agujero negro supermasivo y su sombra. Tiene una masa de 6.500 millones de veces de la del Sol.

Este avance se anunció hoy en una serie de seis artículos publicados en un número especial de The Astrophysical Journal Letters . La imagen revela el agujero negro en el centro de Messier 87, una galaxia masiva en el cercano cúmulo de galaxias Virgo. Este agujero negro reside a 55 millones de años luz de la Tierra y tiene una masa de 6,5 mil millones de veces la del Sol.
El EHT conecta telescopios de todo el mundo para formar un telescopio virtual del tamaño de la Tierra con una sensibilidad y resolución sin precedentes.

El EHT es el resultado de años de colaboración internacional, y ofrece a los científicos una nueva forma de estudiar los objetos más extremos en el Universo predichos por la relatividad general de Einstein durante el centenario del experimento histórico que confirmó la teoría por primera vez.

Crear el EHT fue un desafío formidable que requirió la actualización y la conexión de una red mundial de ocho telescopios preexistentes desplegados en una variedad de sitios desafiantes de gran altitud. Estas ubicaciones incluían volcanes en Hawai y México, montañas en Arizona y la Sierra Nevada española, el Desierto de Atacama de Chile y la Antártida.

Los agujeros negros son objetos cósmicos extraordinarios con masas enormes pero tamaños extremadamente compactos. La presencia de estos objetos afecta su entorno de manera extrema, deformando el espacio-tiempo y sobrecalentando cualquier material circundante.

Múltiples métodos de calibración e imagen han revelado una estructura en forma de anillo con una región central oscura, la sombra del agujero negro, que persistió durante múltiples observaciones independientes de EHT.

"Una vez que estuvimos seguros de que habíamos fotografiado la sombra, podríamos comparar nuestras observaciones con los modelos informáticos extensos que incluyen la física del espacio combado, la materia sobrecalentada y los fuertes campos magnéticos. Muchas de las características de la imagen observada coinciden con nuestra comprensión teórica sorprendentemente bien"" comenta Paul TP Ho , miembro de la Junta de EHT y Director del Observatorio de Asia Oriental. "Esto nos hace confiar en la interpretación de nuestras observaciones, incluida nuestra estimación de la masa del agujero negro".

Las observaciones de EHT utilizan una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga (VLBI, por sus siglas en inglés) que sincroniza las instalaciones de los telescopios de todo el mundo y explota la rotación de nuestro planeta para formar un enorme telescopio del tamaño de la Tierra al observar una longitud de onda de 1.3 mm.
Los telescopios que contribuyeron a este resultado fueron ALMA , APEX , el telescopio IRAM de 30 metros , el telescopio James Clerk Maxwell, el gran telescopio milimétrico Alfonso Serrano , la matriz Submillimeter , el telescopio Submillimeter y el telescopio del Polo Sur. Los petabytes de datos sin procesar de los telescopios se combinaron mediante supercomputadoras altamente especializadas organizadas por el Instituto Max Planck de Radioastronomía y el Observatorio del Haystack MIT.

La construcción del EHT y las observaciones anunciadas hoy representan la culminación de décadas de trabajo observacional, técnico y teórico. Este ejemplo de trabajo en equipo global requirió una estrecha colaboración de investigadores de todo el mundo. Trece instituciones asociadas trabajaron juntas para crear el EHT, utilizando tanto la infraestructura preexistente como el apoyo de una variedad de agencias. La Fundación de Ciencia Nacional de los Estados Unidos (NSF), el Consejo Europeo de Investigación de la UE (ERC) y los organismos de financiación de Asia Oriental proporcionaron fondos clave.

Notas

 La sombra de un agujero negro es lo más cerca que podemos acercarnos a una imagen del propio agujero negro, un objeto completamente oscuro del que la luz no puede escapar. El límite del agujero negro, el horizonte de eventos desde el cual el EHT toma su nombre, es aproximadamente 2.5 veces más pequeño que la sombra que proyecta y mide casi 40 mil millones de kilómetros de ancho.

Los agujeros negros supermasivos son objetos astronómicos relativamente pequeños, lo que los ha hecho imposibles de observar directamente hasta ahora. Como el tamaño de un agujero negro es proporcional a su masa, cuanto más masivo sea un agujero negro, mayor será la sombra. Gracias a su enorme masa y proximidad relativa, se pronosticó que el agujero negro de M87 sería uno de los más grandes visibles desde la Tierra, lo que lo convierte en un objetivo perfecto para el EHT.

La colaboración de EHT involucra a más de 200 investigadores de África, Asia, Europa, América del Norte y del Sur. La colaboración internacional está trabajando para capturar las imágenes de agujeros negros más detalladas que se hayan creado creando un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Respaldado por una considerable inversión internacional, el EHT vincula los telescopios existentes utilizando sistemas novedosos, creando un instrumento fundamentalmente nuevo con el mayor poder de resolución angular que se haya logrado hasta ahora.

Aunque los telescopios no están conectados físicamente, son capaces de sincronizar sus datos grabados con los relojes atómicos, los masers de hidrógeno , que cronometran sus observaciones con precisión. Estas observaciones se recopilaron a una longitud de onda de 1,3 mm durante una campaña global de 2017. Cada telescopio del EHT produjo enormes cantidades de datos, aproximadamente 350 terabytes por día, que se almacenaron en discos duros llenos de helio de alto rendimiento. Estos datos se enviaron a supercomputadores altamente especializados, conocidos como correladores, en el Instituto Max Planck de Radioastronomía y en el Observatorio Haystack MIT que se combinarán. Luego se convirtieron meticulosamente en una imagen utilizando nuevas herramientas computacionales desarrolladas por la colaboración.

Hace 100 años, dos expediciones partieron hacia la isla de Príncipe frente a la costa de África y Sobra en Brasil para observar el eclipse solar de 1919 , con el objetivo de probar la relatividad general viendo si la luz de las estrellas se doblaría alrededor de la extremidad de El sol, según lo predicho por Einstein. En un eco de esas observaciones, el EHT ha enviado a los miembros del equipo a algunas de las instalaciones de radio más altas y aisladas del mundo para probar una vez más nuestra comprensión de la gravedad.
El socio del Observatorio de Asia Oriental (EAO) en el proyecto EHT representa la participación de muchas regiones en Asia, incluyendo China, Japón, Corea, Taiwán, Vietnam, Tailandia, Malasia, India e Indonesia.
Las futuras observaciones de EHT aumentarán considerablemente la sensibilidad con la participación del Observatorio IRAM NOEMA , el Telescopio de Groenlandia y el Telescopio Kitt Peak .

ALMA es una asociación del Observatorio Europeo Austral (ESO; Europa, que representa a sus estados miembros), la Fundación Nacional de Ciencia de los Estados Unidos (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón, junto con el National Research Consejo (Canadá), el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST; Taiwán), Academia Sinica Instituto de Astronomía y Astrofísica (ASIAA; Taiwán) y Corea Instituto de Astronomía y Ciencia del Espacio (KASI; República de Corea), en cooperación con la República de chile. APEX es operado por ESO , el telescopio de 30 metros es operado por IRAM (las Organizaciones Asociadas de IRAM son MPG (Alemania), CNRS (Francia) e IGN (España)),James Clerk Maxwell Telescope es operado por la EAO , el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano es operado por INAOE y UMass , el Submillimeter Array es operado por SAO y ASIAA y el Submillimeter Telescope es operado por el Arizona Radio Observatory (ARO). El telescopio del Polo Sur está operado por la Universidad de Chicago con instrumentos especializados en EHT proporcionados por la Universidad de Arizona.

Los telescopios individuales involucrados son: ALMA, APEX, el Telescopio IRAM de 30 metros, el Observatorio IRAM NOEMA, el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), el Telescopio Milimétrico Grande Alfonso Serrano (LMT), el Conjunto de Submilímetro (SMA), el Telescopio de Submimetro (SMT), el Telescopio del Polo Sur (SPT), el Telescopio Kitt Peak y el Telescopio de Groenlandia (GLT).
La colaboración de EHT consta de 13 institutos interesados; Academia Sinica, Instituto de Astronomía y Astrofísica, Universidad de Arizona, Universidad de Chicago, Observatorio de Asia Oriental, Goethe-Universitaet Frankfurt, Instituto de Radioastronomía Militar, Gran Telescopio Milimétrico, Instituto Max Planck de Radio Astronomía, Observatorio Haystack MIT, Nacional El Observatorio Astronómico de Japón, el Instituto Perimetral de Física Teórica, la Universidad de Radboud y el Observatorio Astrofísico Smithsoniano.

Información de: https://eventhorizontelescope.org/