Agencias/Ciudad de México.- Sofisticados algoritmos han discernido un nítido anillo de luz creado por fotones que azotan la parte posterior de un agujero negro supermasivo en una vívida confirmación de la predicción teórica.
Cuando los científicos dieron a conocer la primera imagen histórica de la humanidad de este agujero negro en 2019, que representaba un núcleo oscuro en le centro de la galaxia M-87 rodeado por un aura ardiente de material que caía hacia él, creían que había imágenes e ideas aún más ricas esperando ser sacadas de los datos.
Las simulaciones predijeron que, escondido detrás del resplandor del resplandor naranja difuso, debería haber un anillo de luz delgado y brillante creado por fotones arrojados alrededor de la parte posterior del agujero negro por su intensa gravedad.
Un equipo de investigadores dirigido por el astrofísico Avery Broderick, de la Universidad de Waterloo ha podido ahora “resolver una firma fundamental de la gravedad alrededor de un agujero negro”, dijo. “Apagamos el reflector para ver las luciérnagas”, añadió en un comunicado.
Esencialmente, “desprendiendo” elementos de las imágenes, dice el coautor Hung-Yi Pu, profesor asistente en la Universidad Normal Nacional de Taiwán, “el entorno alrededor del agujero negro puede revelarse claramente”.
Para lograr esto, el equipo empleó un nuevo algoritmo de imágenes dentro del marco de análisis THEMIS del Event Horizon Telescope (EHT) para aislar y extraer la característica de anillo distintivo de las observaciones originales del agujero negro M87, así como para detectar la huella reveladora de un poderoso chorro que sale disparado del agujero negro.
Now, Broderick and his team of scientists have discerned a sharp ring of light created by photons whipping around the back of a supermassive black hole in a vivid confirmation of theoretical prediction.
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— University of Waterloo (@UWaterloo) August 16, 2022
Los hallazgos de los investigadores confirman las predicciones teóricas y ofrecen nuevas formas de explorar estos objetos misteriosos, que se cree que residen en el corazón de la mayoría de las galaxias.
Durante mucho tiempo, los agujeros negros se consideraron invisibles hasta que los científicos los sacaron de su escondite con una red de telescopios que abarca todo el mundo, el EHT. Usando ocho observatorios en cuatro continentes, todos apuntando al mismo punto en el cielo y conectados entre sí con sincronización de nanosegundos; los investigadores del EHT observaron dos agujeros negros en 2017.
La colaboración EHT reveló por primera vez el agujero negro supermasivo en M87 en 2019 y luego, en 2022, el agujero negro comparativamente pequeño pero tumultuoso en el corazón de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, llamado Sagitario A estrella. Los agujeros negros supermasivos ocupan el centro de la mayoría de las galaxias y concentran una cantidad increíble de masa y energía en un espacio pequeño. El agujero negro M87, por ejemplo, es dos mil billones veces más masivo que la Tierra.
Los científicos de la imagen M87 presentados en 2019 fueron un hito, pero los investigadores sintieron que podían mejorar la imagen y obtener nuevos conocimientos trabajando de manera más inteligente, no más difícil. Aplicaron nuevas técnicas de software para reconstruir los datos originales de 2017 en busca de fenómenos que las teorías y los modelos predijeron que acechaban bajo la superficie.
La nueva imagen resultante muestra el anillo de fotones, compuesto por una serie de subanillos cada vez más nítidos, que el equipo luego apiló para obtener la imagen completa.
“El enfoque que adoptamos implicó aprovechar nuestra comprensión teórica de cómo se ven estos agujeros negros para construir un modelo personalizado para los datos de EHT”, dijo Dominic Pesce, miembro del equipo con sede en el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian. “Este modelo descompone la imagen reconstruida en las dos piezas que más nos interesan, de modo que podemos estudiar ambas piezas individualmente en lugar de combinarlas”.
El resultado fue posible porque el EHT es un “instrumento computacional en su esencia”, dijo Broderick. “Es tan dependiente de los algoritmos como del acero. Los desarrollos algorítmicos de vanguardia nos han permitido probar las características clave de la imagen mientras renderizamos el resto en la resolución nativa de EHT”.
Los hallazgos de los investigadores fueron publicados en The Astrophysical Journal.
