El año pasado, una colaboración global de científicos hizo historia al presentar el primera imagen directa de un agujero negro. Ahora, tenemos un magnífico seguimiento: la mirada más cercana a un avión violento arrojado por un supermasivo calabozo.
Que supermasivo calabozo se encuentra en el corazón de un quásar a 5 mil millones de años luz de distancia de la Tierra, el extremadamente luminoso 3C 279. Los cuásares se encuentran entre los objetos cósmicos más brillantes que conocemos: galaxias con colosales agujeros negros que arrojan radiación intensa a medida que el gas en su disco de acreción cae hacia el horizonte de eventos.
Los resultados recientemente publicados en realidad provienen de la misma carrera de observación que arrojó la histórica imagen del agujero negro, realizada por el equipo Event Horizon Telescope (EHT) en abril de 2017. 3C 279 fue uno de los cuatro objetos secundarios en esta carrera, y ahora finalmente ver los resultados emocionantes.
Ya sabemos que cuando la materia cae hacia la nada de un agujero negro supermasivo hambriento, una fracción de este material (gas y polvo circundantes) se acelera casi a la velocidad de la luz. Como resultado, el agujero negro vomita chorros relativistas de partículas que viajan más rápido que cualquier otra cosa en el Universo.
Es uno de estos chorros explosivos que el equipo de EHT ahora ha resuelto con detalles sin precedentes, rastreándolo hasta el disco de acreción del agujero negro en 3C 279. Puede parecer algo borroso para nosotros, pero hay una gran cantidad de información en los datos.
Por un lado, el equipo descubrió una pequeña sorpresa: aunque se supone que el avión es recto, los datos realmente revelan lo que parece ser una curva en su base, junto con una estructura alargada que es perpendicular a la dirección del avión. .
"Esta morfología puede interpretarse como una base de chorro amplia resuelta o un chorro espacialmente doblado", dijo el equipo escribe en su papel que luce la friolera de 351 autores.
Y, debido a que las observaciones ocurrieron en varios días, los investigadores también pudieron discernir cambios finos que bien podrían ser la pistola humeante de algo que ha sido predicho por simulaciones, pero nunca observado directamente: la rotación del disco de acreción y la trituración del material a medida que cae en el agujero negro
No es casualidad que 3C 279 haya sido elegido como uno de los objetos para que EHT haga su magia. La galaxia M87, para toda la gloria de su agujero negro supermasivo que vimos el año pasado, es en realidad una fuente relativamente débil de emisión de rayos gamma.
Los núcleos galácticos activos más potentes, como el 3C 279, tienden a ser mucho más grandes distancias de luminosidad, lo que significa que es más difícil para nosotros discernir en el cielo nocturno. Pero 3C 279 es una de las fuentes más brillantes de rayos gamma que hemos observado. Con suerte, también es un blazar, lo que significa que su chorro maravillosamente prominente y altamente variable se dirige hacia el observador (somos nosotros).
El equipo entrenó a EHT en 3C 279 en cuatro noches en abril de 2017, recopilando datos de ocho estaciones en seis sitios geográficos. Esos datos tuvieron que ser transportados cuidadosamente a las supercomputadoras en el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) y MIT para un análisis exhaustivo.
"Para 3C 279, la combinación de la resolución transformadora del EHT y las nuevas herramientas computacionales para interpretar sus datos han resultado reveladoras". dice el astrofísico Avery Broderick del Perimeter Institute en Canadá.
"Lo que era un solo 'núcleo' de radio ahora se resuelve en dos complejos independientes. Y se mueven, incluso en escalas tan pequeñas como meses luz, ¡el avión en el 3C 279 se dirige hacia nosotros a más del 99.5 por ciento de la velocidad de la luz!"
Estos son hallazgos extraordinarios para la ciencia del agujero negro: después de haber dependido de simulaciones y observaciones de baja resolución durante tanto tiempo, todavía hay muchas cosas que no entendemos sobre cómo funcionan estos objetos enigmáticos y qué alimenta realmente los chorros que podemos ver.
"Más detalles de las propiedades de la fuente, como la configuración del campo magnético y el balance detallado de la energía del chorro, estarán sujetos a estudios de seguimiento", señalaron los autores. concluir en el papel.
Cuando el mundo finalmente encontró el ojo de M87 *, los astrónomos recién comenzaban con sus nuevos y poderosos juguetes.
Lamentablemente, la última ejecución de observación de EHT programada para marzo / abril de este año fue cancelada debido a la actual pandemia de COVID-19. Pero la colaboración reunió muchos datos en 2017 y 2018, por lo que hay más de dónde vino esto.
"El año pasado pudimos presentar la primera imagen de la sombra de un agujero negro" dice Anton Zensus, director de MPIfR y presidente de la junta de colaboración de EHT.
"Ahora vemos cambios inesperados en la forma del avión en 3C 279, y aún no hemos terminado. Como dijimos el año pasado: esto es solo el comienzo".
Los resultados han sido publicados en Astronomía y astrofísica.