El telescopio EHT (Event Horizont Telescope) les da a los científicos una nueva idea de un monstruo llamado la Vía Láctea. Gracias a estos datos, podemos ver de cerca el agujero negro por primera vez.

Un sistema de radiotelescopios que están espaciados alrededor de la Tierra y lo llaman EHT (Event Horizon Telescope), centrado en unos pocos gigantes. Sagitario A es un agujero negro súper masivo en medio de la Vía Láctea, y un agujero negro aún más grande a una distancia de 53,5 millones de años luz en la galaxia M87. En abril, 2017 se unió a los observatorios para observar los límites de los agujeros negros donde la fuerza de la gravedad es tan fuerte que incluso los rayos de luz no pueden abandonarla. Casi después de dos años de comparaciones, los científicos publicaron las primeras imágenes de estas observaciones. Ahora los científicos esperan que las nuevas imágenes puedan decirnos más sobre los agujeros negros.

¿Cómo es un verdadero agujero negro?

Los agujeros negros son realmente dignos de su nombre. La enorme bestia gravitacional no emite ninguna luz en ninguna parte del espectro electromagnético, por lo que no parece existir por sí sola. Pero los astrónomos saben que están ahí fuera de alguna manera por su tipo de escolta. A medida que su fuerza gravitatoria pulsa en el gas estelar y el polvo, las masas se forman alrededor de ellos en forma de un disco de acreción giratorio con sus átomos mutuamente en colisión. Esta actividad emite "calor blanco" y emite rayos X y otras radiaciones de alta energía. Los agujeros negros saturados más "odiados" irradian todas las estrellas en las galaxias circundantes.

Se cree que la imagen del telescopio EHT de SHTH, Sagittaria A, tendrá una sombra negra brillante en el disco de acreción de material brillante que lo acompaña. La simulación por computadora y las leyes de la física gravitatoria les dan a los astrónomos una buena idea de qué esperar. Debido a la alta fuerza gravitacional cerca del agujero negro, el disco de acreción se deformará alrededor del horizonte del anillo y este material será visible detrás del agujero negro. Es probable que la imagen resultante sea asimétrica. La gravedad desvía la luz desde la parte interior del disco hacia la Tierra con mayor fuerza que la parte exterior y hace que la parte del anillo sea más liviana.

¿Se aplican las leyes de la relatividad general alrededor de un agujero negro?

La forma exacta del anillo puede resolverse por la parte más frustrante de la física teórica. Los dos pilares de la física son la teoría de la relatividad general de Einstein, que controla objetos masivos y gravitacionalmente poderosos, como un agujero negro y la mecánica cuántica que controla el extraño mundo de las partículas subatómicas. Toda teoría funciona en su propio dominio. Pero no pueden trabajar juntos.

La física Lia Medeiros de la Universidad de Arizona en Tucson dice:

“La relatividad general y la física cuántica son incompatibles entre sí. Si la relatividad general se aplica en el área de un agujero negro, entonces puede significar avanzar para los teóricos de la física ”.

Debido a que los agujeros negros son el entorno gravitatorio más extremo del universo, son el mejor entorno para la prueba de resistencia de la teoría gravitacional. Es como lanzar teorías contra la pared y anticiparla y demolerla. Si la teoría general de la relatividad es cierta, los científicos esperan que un agujero negro tenga una sombra específica y, por lo tanto, una forma circular, a menos que se aplique la teoría de Einstein, entonces la sombra tendrá una forma diferente. Lia Medeiros y sus colegas han aplicado la simulación por computadora a varias sombras de agujeros negros 12 000 que pueden diferir de las teorías de Einstein.

L. Mederios dice:

"Si encontramos algo diferente (alternativas a las teorías de la gravedad), será como un regalo de Navidad".

Incluso una pequeña desviación de la teoría general de la relatividad ayudaría a los astrónomos a cuantificar lo que ven de lo que esperan.

¿Las estrellas muertas llamadas púlsares rodean un agujero negro en la vía láctea?

Otra forma de probar la teoría general de la relatividad en torno a los agujeros negros es observar cómo se mueven las estrellas a su alrededor. Cuando la luz de las estrellas fluye en el campo de atracción extrema del agujero negro cerca de él, la luz se "estira" y, por lo tanto, aparece más roja. Se asumió este proceso, denominado "cambio gravitacional", y la teoría general de la relatividad. El año pasado los astrónomos lo observaron cerca del área de SgrA. Hasta ahora, buenas noticias para la teoría de Einstein. Una forma aún mejor de confirmar este fenómeno es hacer la misma prueba en los púlsares que giran rápidamente y barrer el cielo estrellado con rayos de radiación a intervalos regulares y que parecen estar pulsando.

El cambio gravitatorio rojo interrumpiría así la operación metronómica regular y al observarlos tendría una prueba más precisa de la teoría de la relatividad general.

Scott Ranson del Observatorio Astronómico Nacional en Charlottesville dice:

"Para la mayoría de las personas que observan el área de SgrA, sería un sueño descubrir púlsares o púlsares orbitando un agujero negro. Los púlsares pueden proporcionar muchas pruebas muy interesantes y muy detalladas de la teoría general de la relatividad ".

Sin embargo, a pesar de una observación cuidadosa, aún no se ha encontrado ningún púbito orbitando cerca del área SgrA. En parte porque el polvo y el gas galácticos dispersan sus rayos y es difícil apuntarlos. Pero EHT todavía ofrece la mejor vista del centro de las ondas de radio, por lo que S.Ransom y sus colegas esperan poder hacerlo. "Es como una expedición de pesca cuya posibilidad de captura es muy pequeña, pero vale la pena", dice S.Ransom.

Pulsar PSR J1745-2900 (dejado en la ilustración) fue descubierto en 2013. Orbita precisamente en 150 años luz alrededor de un agujero negro en el centro de la galaxia. Pero está demasiado lejos de ella para llevar a cabo pruebas precisas de relatividad general. La existencia misma de este púlsar les da a los astrónomos la esperanza de utilizar EHT para descubrir más y más cercanos los púlsares al agujero negro.

¿Cómo producen los agujeros negros los chorros?

Algunos agujeros negros tienen canaletas hambrientas y consumen grandes cantidades de gas y polvo, mientras que otros son comedores delicados. Nadie sabe por qué lo es. El SgrA parece ser un comedor ansioso con un disco sorprendentemente oscuro, a pesar de la masa igual a los millones de masas solares de 4. Otro objetivo, dirigido por EHT, el agujero negro en la galaxia M87 es un glotón glotón. Su peso es de 3,5 a 7,22 miles de millones de soles. Y eso, además del enorme disco de acreción acumulado en sus inmediaciones, también expulsa una corriente de partículas subatómicas cargadas dentro de 5 000 a años luz de distancia.

Instituto Thomas Krichbaum de Radioastronomía en Bonn dice:

"Es un poco contradictorio pensar que un agujero negro excluye algo en absoluto".

La gente suele pensar que el agujero negro simplemente absorbe. Muchos agujeros negros producen chorros que son más largos y más anchos que galaxias enteras y pueden alcanzar miles de millones de años luz desde el agujero negro.

La pregunta natural es qué puede ser una poderosa fuente de energía que emita chorros en distancias tan grandes. Gracias a EHT, finalmente podemos rastrear estos eventos por primera vez. Podemos estimar la magnitud del campo magnético del agujero negro en la galaxia M87 porque están relacionados con las fuerzas de los jets. Al medir las propiedades de los chorros cuando están cerca de un agujero negro, ayuda a determinar dónde se originan los chorros, desde el interior de su disco, desde otra parte del disco o desde el propio agujero negro.

Estas observaciones también pueden aclarar si los chorros provienen de un agujero negro o de un material que fluye rápidamente en el disco. Debido a que los jets pueden transportar material desde el centro de la galaxia a la región intergaláctica, esto podría explicar el impacto en el desarrollo y crecimiento de la galaxia. E incluso donde nacen los planetas y las estrellas.

T. Krichbaum dice:

"Es importante comprender la evolución de las galaxias desde la formación inicial de los agujeros negros hasta el nacimiento de las estrellas y, en última instancia, hasta el nacimiento de la vida. Esta es una historia muy grande, y al estudiar los chorros de los agujeros negros, solo estamos complementando ligeramente las pequeñas partículas del gran rompecabezas de la vida ”.

Nota del editor: Esta historia fue actualizada por 1 April 2019 al refinar la masa del agujero negro M 87: la masa de la galaxia es 2,4 trillones de masa del Sol. El agujero negro en sí tiene una masa como varios miles de millones de soles. La adición, la simulación de un agujero negro es un ejemplo de la confirmación de la teoría de la relatividad general de Einstein, no de su refutación.