Publicado 19/03/2020 10:37:14 +01:00CET

Ciencia.-Una subestructura intrincada surge de las imágenes de agujeros negros

Una subestructura intrincada surge de las imágenes de agujeros negros
Una subestructura intrincada surge de las imágenes de agujeros negros - EHT COLLABORATION/CC 4.0 - Archivo

MADRID, 19 Mar. (EUROPA PRESS) -

Nuevos cálculos predicen una subestructura sorprendente e intrincada dentro de las primeras imágenes de agujeros negros, tomadas en abril de 2019 por el EHT (Event Horizon Telescope), a partir de la curvatura extrema de la luz gravitacional.

"La imagen de un agujero negro en realidad contiene una serie de anillos anidados", explica Michael Johnson, del Centro de Astrofísica Harvard y Smithsonian (CfA). "Cada anillo sucesivo tiene aproximadamente el mismo diámetro, pero se vuelve cada vez más nítido porque su luz orbita el agujero negro más veces antes de llegar al observador. Con la imagen EHT actual, hemos vislumbrado toda la complejidad que debería surgir en la imagen de cualquier agujero negro ".

Debido a que los agujeros negros atrapan los fotones que cruzan su horizonte de sucesos, proyectan una sombra sobre su brillante emisión circundante del gas caliente que cae. Un "anillo de fotones" rodea esta sombra, producida por la luz que se concentra por la fuerte gravedad cerca del agujero negro. Este anillo de fotones lleva la huella dactilar del agujero negro: su tamaño y forma codifican la masa y la rotación o "giro" del agujero negro. Con las imágenes EHT, los investigadores de agujeros negros tienen una nueva herramienta para estudiar estos objetos extraordinarios.

"Este es un momento extremadamente emocionante para pensar en la física de los agujeros negros", dice Daniel Kapec, del Instituto de Estudios Avanzados. "La teoría de la relatividad general de Einstein hace una serie de predicciones sorprendentes para los tipos de observaciones que finalmente están al alcance, y creo que podemos esperar muchos avances en los próximos años. Como teórico, encuentro que la rápida convergencia entre la teoría y el experimento son especialmente gratificantes, y espero que podamos continuar aislando y observando predicciones más universales de la relatividad general a medida que estos experimentos se vuelven más sensibles ".

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"Reunir a expertos de diferentes campos nos permitió conectar realmente una comprensión teórica del anillo de fotones con lo que es posible con la observación", señala George Wong, un estudiante graduado de física en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Wong desarrolló un software para producir imágenes simuladas de agujeros negros a resoluciones más altas que las que se habían calculado previamente y descomponerlas en la serie predicha de subimágenes. "Lo que comenzó como cálculos clásicos a lápiz y papel nos impulsó a llevar nuestras simulaciones a nuevos límites".

Los investigadores también encontraron que la subestructura de imagen del agujero negro crea nuevas posibilidades para observar los agujeros negros. "Lo que realmente nos sorprendió fue que, si bien los anillos anidados son casi imperceptibles a simple vista en las imágenes, incluso imágenes perfectas, son señales fuertes y claras para conjuntos de telescopios llamados interferómetros", dice Johnson. "Si bien la captura de imágenes de agujeros negros normalmente requiere muchos telescopios distribuidos, los subenganches son perfectos para estudiar utilizando solo dos telescopios que están muy separados. Agregar un telescopio espacial al EHT sería suficiente".

Los resultados fueron publicados en Science Advances.

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