Observan por primera vez campos magnéticos en borde de un agujero negro
“Presentamos una imagen en luz polarizada de M87*, el agujero negro supermasivo al centro de la galaxia M87”, comenta Laurent Loinard, del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la UNAM, Campus Morelia
Morelia, Michoacán, 24 de marzo de 2021.- La colaboración del Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT), que produjo la primera imagen de un agujero negro, ha revelado hoy una nueva vista del objeto masivo en el centro de la galaxia M87: cómo se ve en luz polarizada. Se trata de la primera vez que los astrónomos han podido medir polarización, la “firma” de los campos magnéticos, tan cerca del borde de un agujero negro. Las observaciones son clave para explicar cómo la galaxia M87, ubicada a 55 millones de años luz de distancia, puede lanzar chorros de material muy energéticos desde su núcleo.
“Presentamos una imagen en luz polarizada de M87*, el agujero negro supermasivo al centro de la galaxia M87”, comenta Laurent Loinard, del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la UNAM, Campus Morelia. “Es un poco como ver al agujero negro con lentes de sol. Esto permite determinar la intensidad y dirección del campo magnético a escalas del horizonte de M87*.”
“Estamos viendo una evidencia única para comprender cómo se comportan los campos magnéticos alrededor de los agujeros negros, y cómo la actividad en esta región tan compacta del espacio puede impulsar poderosos chorros que se extienden mucho más allá de la galaxia”, dice Monika Mościbrodzka, coordinadora del grupo de trabajo de polarimetría del EHT y profesora asistente en la Universidad de Radboud (Países Bajos).
Con la nueva imagen del EHT del agujero negro y su sombra en luz polarizada, los astrónomos han logrado atisbar por primera vez la región límite del agujero negro donde ocurre esta interacción entre la materia que fluye hacia adentro y la expulsada. El equipo descubrió que los campos magnéticos en esta región son lo suficientemente intensos como para retener el gas caliente y ayudarlo a resistir la atracción de la gravedad.
“La imagen de M87* permite poner a prueba la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Sin embargo, para hacer esto, hay que entender mejor las propiedades del gas que se encuentra en el entorno del agujero negro”, continúa Laurent Loinard. “Las observaciones que reportamos aquí permiten distinguir claramente entre varias descripciones posibles de este gas, y es un paso fundamental hacia el uso de las imágenes del EHT para poner a prueba la relatividad general.”
Para observar el corazón de la galaxia M87, la colaboración vinculó ocho telescopios de todo el mundo, entre ellos el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano ubicado en Puebla, México, para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, el EHT. La impresionante resolución obtenida con el EHT es equivalente a la necesaria para medir la longitud de una tarjeta de crédito en la superficie de la Luna.
Esto permitió al equipo observar directamente la sombra del agujero negro y el anillo de luz a su alrededor, con la nueva imagen de luz polarizada que muestra claramente que el anillo está magnetizado. Los resultados se publican hoy en dos artículos separados en The Astrophysical Journal Letters por la colaboración EHT. La investigación involucró a más de trescientos investigadores de múltiples organizaciones y universidades de todo el mundo.
“El EHT es uno de los proyectos científicos más importantes a nivel mundial actualmente. La participación de Mexico en el proyecto le da visibilidad a nivel mundial”, comenta Laurent Loinard, y concluye: “También permite que estudiantes y jóvenes investigadores mexicanos estén inmersos en esta emocionante y vibrante colaboración, en la que participan algunas de las y los mejores científicas y científicos del mundo. Es una colaboración realmente global que permite interactuar con científicos de muchos horizontes. Es una experiencia muy enriquecedora participar en ella.”
Imágenes publicadas y material visual
- Imagen principal: Emisión polarizada del anillo de M87*
Leyenda: Imagen de polarización del agujero negro en M87*. Las líneas indican la orientación de la polarización, relacionada con el campo magnético en torno a la sombra del agujero negro.
TIFF (10 Mb): https://owncloud.mpifr-bonn.mpg.de/index.php/s/cf7xSAnjtJHBgyK
JPG (8.8 Mb): https://owncloud.mpifr-bonn.mpg.de/index.php/s/Nbw5M57JHZ6yGzS
Crédito: © Colaboración EHT
- Animación: Transición entre la luz polarizada observada y el mejor ajuste que proporcionan los modelos teóricos
GIF (7.6 Mb): https://owncloud.mpifr-bonn.mpg.de/index.php/s/3nLoNtAHiGdCK9r
Crédito: © Monika Mościbrodzka & Sara Issaoun, Radboud Universiteit Nijmegen; Colaboración EHT - Video: Acercándose al corazón de M87
Leyenda: Viaje al interior de M87 incluyendo la imagen polarizada del anillo en torno al agujero negro central
MP4 (81 Mb, 47 s): https://cdn.eso.org/videos/hd_1080p25_screen/eso2105b.mp4
Crédito: © ESO/L. Calçada, Digitized Sky Survey 2, ESA/Hubble, RadioAstron, De Gasperin et al., Kim et al., Colaboración EHT. Música: Niklas Falcke - Fotografía: El equipo de polarización del EHT
Leyenda: Fotografía de grupo del taller en el que se dio el empujón definitivo a las imágenes del campo magnético de M87*, celebrado en el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn del 15 al 19 de julio de 2019. El Dr Laurent Loinard se ubica al frente a la derecha, con playera azul.
JPG (7.8 Mb): https://owncloud.mpifr-bonn.mpg.de/index.php/s/xj2BgtKNe2fAD5a
Créditos: © E. Traianou/MPIfR
- Video: La polarización y los campos magnéticos alrededor de un agujero negro
Leyenda: Los agujeros negros están envueltos en plasma. Este plasma tiene campos magnéticos, áreas donde el magnetismo afecta la forma en que se mueve la materia. A medida que el campo magnético se hace más fuerte, cambia de forma y la luz polarizada que medimos exhibe diferentes patrones.
MP4 (Audio inglés, subtítulos codificados en español; 35.5 Mb): https://drive.google.com/file/d/1CMQ5ckKrG1xp0n-2W1KhCavc4g1VeILl/view?usp=sharing
Youtube (Audio inglés): https://www.youtube.com/watch?v=6xrJoPjfJGQ
Youtube (Audio inglés, subtítulos opcionales en español): https://youtu.be/A-w9elXt380
Créditos: © Colaboración EHT y Crazybridge Studios
- Video: La imagen de M87* vista con un polarizador
Leyenda: Representación del efecto de un polarizador y cómo los vectores de polarización en la imagen del anillo M87* se producen a partir de la combinación de diferentes componentes polarizados linealmente.
M4V (11.7 Mb): ( https://owncloud.mpifr-bonn.mpg.de/index.php/s/AgZ7EXmXjoeWLoM
Youtube: https://youtu.be/AU2qGTpMn8I
Créditos: © Iván Martí, Universitat de València y Colaboración EHT
Artículos publicados y ligas relacionadas
- Artículo VII: First M87 Event Horizon Telescope Results VII: polarization of the ring, The Astrophysical Journal Letters, 910, L12
http://doi.org/10.3847/2041-8213/abe71d - Artículo VIII: First M87 Event Horizon Telescope Results VIII: Magnetic Field Structure Near The Event Horizon, The Astrophysical Journal Letters, 910, L12
http://doi.org/10.3847/2041-8213/abe4de
- Artículo relacionado: Polarimetric properties of Event Horizon Telescope targets from ALMA (Goddi, Martí-Vidal, Messias, et al.)
http://doi.org/10.3847/2041-8213/abee6a - Comunicado de prensa del EHT (en inglés)
https://eventhorizontelescope.org/blog/astronomers-image-magnetic-fields-edge-m87s-black-hole
Trayectoria del Dr. Laurent Loinard
El Dr. Laurent Loinard estudió la licenciatura en física, y la maestría y el doctorado en astrofísica en la Universidad Joseph Fourier de Grenoble, Francia. En octubre de 2000 se incorporó al Campus Morelia de la UNAM, donde es investigador en el Instituto de Radioastronomía y Astrofísica. Es miembro de la colaboración del Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT). Actualmente se desempeña como Coordinador del Posgrado en Astrofísica de la UNAM, que incorpora sedes en la Ciudad de México y Ensenada además de en Morelia.
Sobre el IRyA, UNAM
El Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM (IRyA) es una entidad académica del Campus Morelia de la UNAM que realiza investigación de alto nivel e impacto en las áreas de Medio Interestelar, Formación Estelar, Estrellas Evolucionadas, Altas Energías, Dinámica y Estructura Galáctica, Astronomía Extragaláctica y Cosmología, participa de la formación de recursos humanos de alto nivel, y mantiene un estrecho contacto con la sociedad a través de diversos programas de divulgación. Para saber más sobre nuestro Instituto, visite nuestra página web y redes sociales:
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Contacto de la colaboración EHT en México:
Dr. Laurent Loinard
IRyA UNAM Campus Morelia
Contacto para medios:
Dr. René A. Ortega Minakata
Divulgación y Comunicación de la Ciencia
IRyA UNAM Campus Morelia
