Las primeras imágenes de campos magnéticos al borde de un agujero negro en M87 | sala de redacción

La colaboración del Event Horizon Telescope (EHT), que incluye a investigadores de la Universidad McGill, que produjeron la primera imagen de un agujero negro, reveló hoy una nueva vista del objeto masivo en el centro de la galaxia M87: lo que parece un polarizador de luz. me gusta. Esta es la primera vez que los astrónomos han podido medir la polarización, una señal de campos magnéticos cerca del borde de un agujero negro. Las observaciones son clave para explicar cómo M87, ubicada a 55 millones de años luz de distancia, es capaz de lanzar chorros de energía desde su núcleo.

Dice Monika Mo piececibrodzka, coordinadora del grupo de trabajo de polarimetría de EHT y profesora asistente en Radboud Universiteit en los Países Bajos.

El 10 de abril de 2019, los científicos publicaron la primera imagen de un agujero negro, que revela una estructura brillante en forma de anillo con una región central oscura: la sombra del agujero negro. Desde entonces, la colaboración EHT ha profundizado en datos sobre el objeto masivo en el núcleo de la galaxia M87 que se recopiló en 2017. Descubrieron que una gran parte de la luz que rodea el agujero negro M87 está polarizada.

“Estas estructuras magnéticas translúcidas brotan del agujero negro como un filamento de una telaraña; se ven delicadas pero lo suficientemente fuertes como para atrapar el plasma y evitar que caiga en este agujero negro supermasivo”, dijo Daryl Haggard, del departamento de la Universidad McGill. Física. Su equipo McGill Extreme Gravity and Accretion (MEGA), Estudia estos y otros fenómenos físicos que nos enseñan cómo crecen (y cómo no crecer) los agujeros negros y por tanto cómo afectan su entorno.

“Este trabajo es un hito clave: la polarización de la luz transporta información que nos permite comprender mejor la física detrás de la imagen que vimos en abril de 2019, lo que antes no era posible”, explica Evan Marty Vidal, coordinador de polarimetría de EHT. Grupo de Trabajo e Investigador Distinguido de GenT en la Universidad de Valencia, España. “Descubrir esta nueva imagen de luz polarizada requirió años de trabajo debido a las complejas técnicas involucradas en la adquisición y análisis de datos”, agrega.

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La luz se polariza cuando pasa a través de ciertos filtros, como las lentes de las gafas de sol polarizadas, o cuando se emite a áreas calientes del espacio que están magnetizadas. De la misma manera que las gafas de sol polarizadas nos ayudan a ver mejor al reducir los reflejos y el resplandor de las superficies brillantes, los astrónomos pueden agudizar su visión del área alrededor de un agujero negro al observar cómo se polariza la luz emitida desde allí. Específicamente, la polarización permite a los astrónomos mapear líneas de campo magnético en el borde interior de un agujero negro.

“Las imágenes polarizadas recientemente publicadas son la clave para comprender cómo el campo magnético permite que un agujero negro” coma “materia y libere poderosos chorros”, dice Andrew Chale, miembro colaborador de EHT y miembro del Hubble de la NASA en el Centro de Ciencias Teóricas de Princeton y Princeton. Iniciativa Gravity en Estados Unidos.

Los brillantes chorros de energía y materia que emanan del núcleo de M87 y se extienden al menos a 5.000 años luz de su centro son una de las características más enigmáticas y enigmáticas de la galaxia. La mayor parte del material se encuentra cerca del borde de un agujero negro. Sin embargo, algunas de las partículas circundantes escapan momentos antes de ser capturadas y explotan en el espacio en chorros.

Los astrónomos se han basado en varios modelos de cómo se comporta la materia cerca de un agujero negro para comprender mejor este proceso. Pero aún no saben exactamente cómo se lanzan los chorros más grandes de la galaxia desde su región central, que son tan pequeños como el sistema solar, ni cómo exactamente cae la materia en un agujero negro. Con la nueva imagen EHT del agujero negro y sus sombras en luz polarizada, los astrónomos por primera vez han podido observar la región justo fuera del agujero negro donde se produce esta interacción entre la materia que fluye hacia adentro y es expulsada.

Las observaciones proporcionan nueva información sobre la estructura de los campos magnéticos fuera de un agujero negro. El equipo descubrió que solo los modelos teóricos que presentan un gas fuertemente magnetizado podrían explicar lo que ven en el horizonte de eventos.

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Las observaciones indican que los campos magnéticos en el borde del agujero negro son lo suficientemente fuertes como para empujar el gas caliente hacia atrás y ayudarlo a resistir la fuerza de la gravedad. Jason Dexter, profesor asociado de la Universidad de Colorado Boulder, EE. UU., Y coordinador del Grupo de trabajo de teoría de EHT, explica que solo el gas que se desliza a través del campo puede fluir hacia adentro, hacia el horizonte de eventos.

Para observar el corazón de la galaxia M87, la colaboración ha vinculado ocho telescopios de todo el mundo para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, EHT. La asombrosa precisión obtenida con EHT es equivalente a la requerida para medir la longitud de una tarjeta de crédito en la superficie de la luna.

Esta configuración permitió al equipo observar directamente la sombra y el anillo de luz del agujero negro, con la nueva imagen de luz polarizada que muestra claramente que el anillo estaba magnetizado. Los resultados se publican hoy en dos artículos separados en The Astrophysical Journal Letters de EHT Collaboration. Más de 300 investigadores de múltiples organizaciones y universidades de todo el mundo participaron en la investigación.

“EHT está haciendo un rápido desarrollo, con actualizaciones tecnológicas a la red y la adición de nuevos observatorios. Esperamos que las futuras observaciones de EHT revelen con mayor precisión la estructura del campo magnético alrededor del agujero negro y nos digan más sobre la física del calor caliente. Gas in esta región “, concluye Jongho Park, miembro de la cooperación de EHT, es miembro de la Asociación de Observatorios Esenciales de Asia Oriental en el Instituto Academia Sinica de Astronomía y Astrofísica en Taipei.

Leer:

Esta investigación se presentó en dos artículos publicados esta semana en El diario astrofísico.

  • Publicación de observación: Primeros resultados del telescopio Event Horizon M87. Séptimo. Polarización de anillo, ApJL 24 de marzo de 2021 [Preprint]
  • Difusión de la teoría: Primeros resultados del telescopio Event Horizon M87. Viii. Estructura del campo magnético cerca del horizonte de eventos, ApJL 24 de marzo de 2021 [Preprint]

La investigación de McGill fue financiada por Beca Canadiense de Descubrimiento de Investigaciones y Ciencias Naturales (NSERC), una Beca del Fondo de Investigación del Fondo de Investigación de Quebec – Naturaleza y Tecnologías (FRQNT) y una Cátedra de Investigación de Nivel Dos en Canadá.

más información

Cooperación EHT Alberga a más de 300 académicos de África, Asia, Europa y América del Norte y del Sur. La cooperación internacional está trabajando para capturar las imágenes de agujeros negros más detalladas obtenidas mediante la creación de un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Respaldado por una importante inversión internacional, EHT conecta telescopios existentes con nuevos sistemas, creando un instrumento esencialmente nuevo con el mayor poder de resolución angular hasta el momento.

Los telescopios individuales involucrados son: ALMA, APEX, IRAM telescopio de 30 metros, IRAM NOEMA, James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), Large Millimeter Telescope (LMT), Sub-Millimeter Array (SMA), Sub-Scale Telescope (SMT), Telescopio Polo Sur (SPT), Telescopio Kate Summit, Telescopio Groenlandia (GLT).

Información material visual

Imagen: Emisión de anillo polarizador en M87 – Pelea [10 Mb] – JPEG [8.8 Mb]

Comentario breve: Una vista polarizada del agujero negro M87. Las líneas determinan la dirección de polarización asociada con el campo magnético alrededor de la sombra del agujero negro. Crédito: © Colaboración EHT


Acerca de la Universidad McGill

Fundada en 1821, la Universidad McGill en Montreal, Quebec, es la universidad de Doctorado en Medicina de mayor rango en Canadá. McGill está constantemente clasificada como una de las mejores universidades, tanto a nivel nacional como internacional. Es una institución de educación superior de renombre mundial con actividades de investigación que abarcan 2 campus, 11 universidades, 13 escuelas vocacionales, 300 programas de estudio y más de 40,000 estudiantes, incluidos más de 10,200 estudiantes de posgrado. McGill atrae a estudiantes de más de 150 países de todo el mundo, y sus 12,800 estudiantes internacionales representan el 31% del cuerpo estudiantil. Más de la mitad de los estudiantes de McGill afirman tener un primer idioma que no es el inglés, incluido aproximadamente el 19% de nuestros estudiantes que dicen que el francés es su primer idioma.

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