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Ciencia y Tecnología

Anuncian primera imagen real de un hoyo negro

Este 10 de abril, investigadores de 9 observatorios entre los que destacan mexicanos. Presentarán la primera imagen de un hoyo negro y lo ocurre en su entorno inmediato.

Arturo Barba 9/Abr/19 21:47
Anuncian primera imagen real de un hoyo negro
Este 10 de abril será un día histórico para la ciencia mexicana / Especial
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Sin lugar a dudas, después de Marte los objetos cósmicos que más han despertado la imaginación de la humanidad son los hoyos negros. Son los personajes enigmáticos y destructivos de películas y novelas de ciencia ficción que han despertados la imaginación de la sociedad y de científicos. Ahora se sabe más acerca de ellos, pero todavía se ignoran muchos aspectos, de hecho, hasta ahora no se había obtenido una imagen real de alguno de ellos, sólo ilustraciones y reconstrucciones de algunos de los efectos lejanos que ocasionan.

Investigadores de 9 observatorios y telescopios que se encuentran en México, Europa, el Polo Sur, Estados Unidos, Groenlandia, Sudamérica y Hawaii que integran la red de telescopio que lleva a cabo el proyecto Event Horizon Telescope(EHT) desde 2017, develarán al mundo la primera imagen real obtenida de un hoyo negro.

Hasta ahora las imágenes de los hoyos negros son ilustraciones reconstruidas a partir de datos obtenidos de sus efectos

Este 10 de abril se dará a conocer la primera imagen de un hoyo negro o más bien, la imagen de lo que ocurre en su entorno inmediato, lo que los científicos denominan “el horizonte de eventos”, de ahí que el nombre del proyecto en español sea “el Telescopio del Horizonte de Eventos”.

En seis conferencias simultáneas, astrónomos y radioastrónomos integrantes de los distintos equipos mostrarán la imagen de estos objetos predichos teóricamente por primera vez en la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, en 1905.

Esta es una imagen reconstruida con información y datos del EHT, la imagen que se dará a conocer será muy similar. También puede observarse la ubicación de la red de telescopios en varias partes del mundo. 

Este esfuerzo de colaboración científica internacional se llevó a cabo con el objetivo de capturar la primera imagen de un agujero negro, largamente buscado desde hace varias décadas. Con esta colaboración, prácticamente se constituyó un telescopio virtual del tamaño del planeta y el objetivo inicial fueron dos hoyos negros: el supermasivo que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, llamado Sagitario A, a una distancia de 26 mil años luz; y el hoyo negro de la Galaxia Virgo A, llamado M87, a 53 millones de años luz de la Tierra.

Algunos agujeros negros son más activos que otros, algunos atraen grandes cantidades de gas y materia, mientras que otros muy poco. Por ejemplo, Sagitario Aes poco activo, su disco de acreción es débil a pesar de tener 4 millones de veces la masa del Sol. En cambio, M87es un hoyo voraz que pesa 6 mil millones de masas solares y no solo tiene un brillante disco de acreción, sino que también lanza un chorro brillante y rápido de energía y materia que se estira a lo largo de 5 mil años luz. Lo más probable es que la primera imagen que se de a conocer mañana sea de este último.

Los telescopios que forman parte de este proyecto son:

1 – El Gran Telescopio MilimétricoAlfonso Serrano” (LMT), en
Sierra Negra, Puebla, México, a una 
altitud de 4 mil 600 metros y un disco de 50 metros de diámetro.

2 – Atacama Pathfinder Experiment (APEX), en Cerro Chajnantor, Chile, que se encuentra a una altitud de 5 mil100 metros sobre el nivel del Mar, y  cuenta con un disco de 12 metros de diámetro.

3 – El Gran Arreglo  Milimétrico y Submilimétrico de Atacama (ALMA),
Cerro Chajnantor, Chile, con un arreglo de 54 radiotelescopios con discos de 12 metros cada uno y doce con discos de 7 metros de diámetro.

4- El Telescopio IRAM de 30 metros de diámetro , en Pico Veleta, España a una altitud de  2 mil 850 metros.

5- El Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), en Maunakea, Hawaii, Estados Unidos, con un disco de 15 metros y a una altura de 4 mil 100 metros.

6- El Arreglo Submilimétrico (SMA),
Maunakea, Hawaii, Estados Unidos a una 
altitud de  4 mil 100 metros, con ochos readiotelescopios con discos de 6 metros.

7- El Telescopio Submilimétrico (SMT)
Mount Graham, Arizona, Estados Unidos, a una altitud de  3 mil 100 metros y cuento con un disco de 10 metros de  diámetro.

8- El Telescopio del Polo Sur (SPT) en la Estación del Polo Sur, Antártida a una
altitud de 2 mil 800 metros y un
disco de 10 metros.

9- El Telescopio de Groenlandia (GLT), en
Thule Air Base, Groenlandia, Dinamarca, a una altitud de 77 metros y un disco de 12 metros de diámetro.

Los datos obtenidos en los nueve observatorios son procesados con algoritmos para reconstruir las imágenes a partir de medidas dispersas del EHT, así se conjuntan y conformar las distintas imágenes que explican las mediciones de los telescopios.

El conocer las imágenes directas de los hoyos negros permite observar los fuertes efectos de gravedad que se producen y las dinámicas de energía que ocurren

Al unir los telescopios existentes con sistemas novedosos, el EHT aprovecha una considerable inversión global que ya existía para crear un instrumento “nuevo” con el poder de resolución angular más gande posible desde la superficie de la Tierra.

En este proyecto de talla mundial participan por parte de México investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), el Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM y el Instituto de Astronomía de la UNAM, encabezados por Laurent Loinard y David Hughes.

Sin lugar a duda, estos resultados serán el avance científico del año e incluso se coloca de inmediato entre los posibles candidatos a recibir el Nobel de Física en los próximos años.

El conocer las imágenes directas de los hoyos negros permite observar los fuertes efectos de gravedad que se producen y las dinámicas de energía que ocurren a medida que la materia orbita a velocidades cercanas a la luz. Estos resultados abrirán una nueva ventana en el estudio de la relatividad y la física de lo que ocurre en esos objetos cósmicos.

¿Qué son los hoyos o agujeros negros?

Los agujeros negros son enigmáticos y hay varios tipos, pero en esencia son grandes objetos densos gravitacionales que tienen miles, millones y billones de veces la masa del Sol; no emiten luz ni tampoco ninguna radiación del espectro electromagnético, pero se sabe de su existencia por los efectos que causan en sus alrededores.

La gravedad de un agujero negro atrae gas y polvo de estrellas o cuerpos cercanos y conforme esa materia se acerca empieza a girar en su órbita, con átomos que se empujan entre sí a velocidades extremas, casi a la velocidad de la luz. Esa actividad calienta la materia y emite rayos X y otras radiaciones con gran cantidad de energía. Muchos agujeros negros generan discos de materia a su alrededor y con frecuencia emiten chorros de energía y gases que se pueden observa a miles de millones de años luz de distancia.

De acuerdo a las teorías de Albert Einstein, la luz cercana al “horizonte de eventos” es curveada o deformada por la enorme fuerza gravitatoria del hoyo negro, por lo que se podrá observar su contorno. Si se confirman las teorías del célebre científico alemán se podrá observar una forma de anillo alrededor de una sombra circular, casi como se puede ver la luna en cuarto creciente desde la Tierra.

El observar un hoyo negro es una herramienta inmejorable para someter a prueba las teorías de la gravedad de Einstein.

Aunque la imagen popular de un agujero negro es como una aspiradora gigante que absorbe toda la materia cercana, en realidad es relativamente difícil que la materia caiga en un agujero negro. Si la materia no está lo suficientemente cerca puede orbitar el agujero negro de manera indefinida.

Hay un proceso que se llama acreción y es impulsado por la fricción. A medida que la materia, en forma de gas, cae en el hoyo negro, pierde energía gravitacional y se calienta por la fricción. La fricción hace que la materia pierda energía y se caliente se forma un disco caliente de gas alrededor del agujero y cae, haciéndolo crecer.

Debido a que los agujeros negros son tan masivos, pero al mismo tiempo tan compactos, la materia necesita perder mucha energía para caer por completo. Como resultado, algunos discos de acreción alrededor de los hoyos negros supermasivos son increíblemente brillantes debido a la fricción y pueden ser más brillosos que miles de millones de estrellas en una galaxia.

El disco de acreción alrededor de Sagitario Aes muy tenue solo unos cientos de veces el brillo del Sol. Uno de los objetivos clave de la EHT es comprender exactamente por qué el agujero negro de nuestra galaxia es tan oscuro en comparación con otros que son brillantes y que se pueden observar en todo el Universo.

Este 10 de abril será un día histórico para la ciencia mexicana, pocas veces científicos mexicanos tiene la oportunidad de ser parte de proyectos de tal importancia mundial y ser parte del pensamiento científico de vanguardia.

Comentarios y sugerencias: @abanav y abanav@gmail.com