Astronomía

¿Cuál es la orientación de la imagen del agujero negro M87 en relación con el chorro?

¿Cuál es la orientación de la imagen del agujero negro M87 en relación con el chorro?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

En la imagen del agujero negro M87 publicada hoy por el equipo del Event Horizon Telescope, ¿qué dirección apunta hacia el chorro? ¿Está en el lado más brillante del ring?

Para resolver la ambigüedad, me refiero al chorro principal observado, no al chorro contrario más débil.


El chorro se proyecta sobre la imagen aproximadamente en la dirección E-W con el chorro (principal) viniendo hacia nosotros a la derecha del agujero negro.

El brillo en el anillo es perpendicular a esto. Probablemente sea causado por el giro del agujero negro (alineado con el chorro), que arrastra material emisor alrededor y Doppler aumenta la emisión vista hacia el sur.

Esta imagen es del quinto artículo del telescopio del horizonte de sucesos publicado hoy. El chorro es EW (en realidad, creo que está en PA = 288 grados, entonces girado 18 grados en sentido antihorario) y el eje de giro del agujero negro (indicado con las flechas negras) se proyecta en el mismo PA y en la pantalla (los dos a la izquierda parcelas de mano).


Cómo fotografiamos la primera imagen de un agujero negro

En 2019, los astrónomos lanzaron la primera imagen de un agujero negro. Pero, ¿cómo se hizo y qué muestra la imagen? Hablamos con el astrónomo Heino Falcke para averiguarlo.

Esta competición se ha cerrado

Publicado: 19 de mayo de 2021 a las 9:25 a.m.

En abril de 2019, los astrónomos anunciaron al mundo que habían hecho lo impensable: habían logrado fotografiar, por primera vez, un agujero negro. El agujero negro en cuestión tiene aproximadamente 6,5 millones de veces la masa del Sol y reside en la galaxia M87, a 55 millones de años luz de la Tierra.

El agujero negro en M87 fue fotografiado usando una red mundial de radiotelescopios llamada Event Horizon Telescope. Una colaboración internacional de astrónomos centrada en un objetivo había logrado algo espectacular: el máximo logro en astrofotografía.

El anuncio nos dejó a muchos pensando "¿cómo hicieron eso?" ¿Cómo fotografias algo de lo que la luz no puede escapar?

¿Cómo pudieron los astrónomos pensar que algo tan radical podría ser posible?


Fo_and_dp.jpg

El científico del proyecto EHT Dimitrios Psaltis y el miembro del consejo EHT Feryal Ozel son profesores de astronomía y física en la UA. (Foto: Bob Demers / UANews)

El resultado de años de colaboración internacional, el Event Horizon Telescope, o EHT, ofrece a los científicos una nueva forma de estudiar los objetos más extremos del universo predicho por la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein durante el año del centenario del experimento que confirmó la teoría.

Los agujeros negros han sido el reino de la ciencia ficción y los diagramas de libros de texto abstractos durante más de un siglo. Nadie había visto nunca lo que se consideraba un objeto que, por su propia definición, no puedo ser visto. Siempre. Un objeto tan extraño que desafía nuestra imaginación, cuya mera presencia destroza todo lo que creemos saber sobre las leyes de la física, y tan extremo que tuerce el espacio y el tiempo y la esencia misma de nuestra existencia en una vorágine retorcida y retorcida de ... nada. .

Bienvenido a Messier 87, o M87, una galaxia masiva en el cúmulo de galaxias Virgo a 55 millones de años luz de la Tierra. En su centro difuso y brillante se encuentra un agujero negro supermasivo, con una masa 6.500 millones de veces mayor que la de nuestro sol.

Tomar una imagen directa del agujero negro en M87 es una hazaña que no hubiera sido posible hace una década. Aunque el objeto tiene aproximadamente el tamaño de nuestro sistema solar, está tan lejos que resolver sus características a lo largo de 55 millones de años luz es como "tomar una fotografía de una dona colocada en la superficie de la luna", según el Proyecto EHT. Científico Dimitrios Psaltis, profesor de astronomía y física en la Universidad de Arizona.


Vista del chorro y agujero negro supermasivo M87 en luz polarizada

Esta imagen compuesta muestra tres vistas de la región central de la galaxia Messier 87 (M87) en luz polarizada. La galaxia tiene un agujero negro supermasivo en su centro y es famosa por sus chorros, que se extienden mucho más allá de la galaxia.

Una de las imágenes de luz polarizada, obtenida con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), con sede en Chile, en el que ESO es socio, muestra parte del chorro en luz polarizada. Esta imagen captura la parte del chorro, con un tamaño de 6000 años luz, más cercana al centro de la galaxia.

Las otras imágenes de luz polarizada se acercan más al agujero negro supermasivo: la vista central cubre una región de aproximadamente un año luz de tamaño y se obtuvo con el Very Long Baseline Array (VLBA) del Observatorio Nacional de Radioastronomía en los EE. UU.

La vista más ampliada se obtuvo conectando ocho telescopios de todo el mundo para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, el Event Horizon Telescope o EHT. Esto permite a los astrónomos ver muy cerca del agujero negro supermasivo, en la región donde se lanzan los chorros.

Las líneas marcan la orientación de la polarización, que está relacionada con el campo magnético en las regiones fotografiadas. Los datos de ALMA proporcionan una descripción de la estructura del campo magnético a lo largo del chorro. Por lo tanto, la información combinada de EHT y ALMA permite a los astrónomos investigar el papel de los campos magnéticos desde la vecindad del horizonte de eventos (como se probó con el EHT en escalas de días luz) hasta mucho más allá de la galaxia M87 a lo largo de sus poderosos chorros (como se probó con ALMA en escalas de miles de años luz).

Los valores en GHz se refieren a las frecuencias de luz a las que se realizaron las diferentes observaciones. Las líneas horizontales muestran la escala (en años luz) de cada una de las imágenes individuales.

Colaboración EHT ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Goddi et al. VLBA (NRAO), Kravchenko et al. J. C. Algaba, I. Martí-Vidal


Los astrónomos captan campos magnéticos en el borde del agujero negro de M87

La colaboración del Event Horizon Telescope (EHT), que produjo la primera imagen de un agujero negro, reveló una nueva vista del objeto masivo en el centro de la galaxia M87: una imagen de su luz polarizada. Esta es la primera vez que los astrónomos han podido medir la polarización, una firma de 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, es capaz de lanzar chorros de energía desde su núcleo.

"Ahora estamos viendo la siguiente pieza de evidencia crucial para comprender cómo se comportan los campos magnéticos alrededor de los agujeros negros y cómo la actividad en esta región muy compacta del espacio puede impulsar poderosos chorros que se extienden mucho más allá de la galaxia", dice Monika Mościbrodzka, profesora asistente en Radboud Universiteit. en los Paises Bajos. Mościbrodzka es co-coordinador del Grupo de Trabajo de Polarimetría EHT con Ivan Martí-Vidal de la Universidad de Valencia en España.

Los resultados fueron publicados el 24 de marzo en dos artículos separados en el Cartas de revistas astrofísicas por la colaboración EHT. Mościbrodzka discutirá los hallazgos en un evento en línea organizado por Caltech el viernes 26 de marzo.

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: el agujero negro y la sombra # x27s. Desde entonces, la colaboración EHT ha profundizado en los datos sobre el objeto supermasivo en el corazón de la galaxia M87 y ha descubierto que una fracción significativa de la luz alrededor del agujero negro M87 está polarizada.

"Ahora podemos ver una dimensión diferente de la luz que rodea el agujero negro M87", dice Katherine L. (Katie) Bouman, profesora asistente de informática y ciencias matemáticas, ingeniería eléctrica y astronomía, Rosenberg Scholar en Caltech y co-coordinadora. del Grupo de Trabajo de Imágenes EHT. “La imagen que reconstruimos antes nos mostró cuán brillante era la luz alrededor de la sombra del agujero negro. Esta imagen nos dice sobre la dirección de esa luz.

Bouman es uno de los varios investigadores de Caltech que trabajan con EHT. Ella ayudó a desarrollar las herramientas de imágenes polarimétricas utilizadas para crear la imagen y luego ayudó a usar esas herramientas para recuperar la estructura de la polarización de la luz alrededor del agujero negro M87.

"Reconstruir una imagen de la polarización de la luz es, en teoría, bastante similar a reconstruir la intensidad total, que mostramos en nuestro resultado de abril de 2019", dice Bouman. “Sin embargo, es más desafiante por un par de razones. En lugar de recuperar un único valor escalar para cada píxel de la imagen que indica el brillo, ahora tenemos que recuperar un vector 2D en cada píxel. Eso significa que tenemos la misma cantidad de datos, pero hay más incógnitas que estamos resolviendo & quot.

Además, la resolución de una imagen de polarización requiere la estimación de términos de calibración que describen cómo el telescopio y la instrumentación # x27s distorsionan ligeramente las mediciones. "La mayor parte del tiempo del Grupo de Trabajo de Polarimetría" se dedicó a tratar de comprender las incertidumbres de estos términos de calibración y ver su efecto en la imagen de polarización resultante. Al final, estamos bastante seguros de que la misma estructura básica se ajusta a los datos dentro de las incertidumbres estimadas ”, dice.

El asociado postdoctoral en física Junhan Kim desarrolló la instrumentación para la recopilación de datos original como estudiante de doctorado en la Universidad de Arizona antes de llegar a Caltech en 2019. & quot; Fue técnicamente desafiante formar una matriz del tamaño de un planeta sensible a la polarización que pueda resolver el tamaño aparente de el agujero negro. Incluso tuvimos que viajar a algunos de los sitios más remotos del mundo para instalar los instrumentos. Estoy encantado de ver que podemos producir resultados científicos interesantes con la matriz EHT ”, dice Kim. Los asociados de investigación postdoctorales de Caltech Aviad Levis y He Sun también contribuyeron a la colaboración de EHT & # x27s trabajo.

La investigación involucró a más de 300 investigadores de múltiples organizaciones y universidades de todo el mundo. Para observar el corazón de la galaxia M87, la colaboración vinculó ocho telescopios de todo el mundo para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, el EHT. El Radio Observatorio de Owens Valley, que es operado por Caltech, está programado para unirse a la colaboración EHT a finales de este año.

“Estas observaciones resaltan cómo los campos magnéticos influyen en la dinámica del material cerca del horizonte de eventos del agujero negro M87. Este es un paso significativo hacia la comprensión de cómo los agujeros negros del tamaño de nuestro sistema solar lanzan chorros de materia y energía que interrumpen la evolución de galaxias enteras '', dice Vikram Ravi, profesor asistente de astronomía en Caltech, quien recientemente se involucró con EHT.

Imagen superior:Una vista del agujero negro supermasivo M87 en luz polarizada. Esta imagen muestra la vista polarizada del agujero negro en M87. Las líneas marcan la orientación de la polarización, que está relacionada con el campo magnético alrededor de la sombra del agujero negro. Crédito: Colaboración EHT


Información del autor

Afiliaciones

Departamento de Ciencias Astronómicas, Universidad de Graduados de Estudios Avanzados (SOKENDAI), 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokio 181-8588, Japón

Kazuhiro Hada, Yoshiaki Hagiwara y el amperio Noriyuki Kawaguchi

Observatorio Astronómico Nacional de Japón, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokio 181-8588, Japón

Kazuhiro Hada, Motoki Kino, Hiroshi Nagai, Yoshiaki Hagiwara y Noriyuki Kawaguchi

Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas, Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, 3-1-1 Yoshinodai, Chuo, Sagamihara, Kanagawa 252-5210, Japón

Akihiro Doi y amp Hiroshi Nagai

Departamento de Ciencias Espaciales y Astronáuticas, Universidad de Posgrado de Estudios Avanzados (SOKENDAI), 3-1-1 Yoshinodai, Chuo, Sagamihara, Kanagawa 252-5210, Japón


La sombra tambaleante del agujero negro M87 *

En 2019, Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, que incluye un equipo de científicos del MIT Haystack Observatory, entregó la primera imagen de un agujero negro, revelando M87 *, el objeto supermasivo en el centro de la galaxia M87. El equipo de EHT ha utilizado las lecciones aprendidas el año pasado para analizar los conjuntos de datos de archivo de 2009 a 2013, algunos de los cuales no se publicaron antes. El análisis revela el comportamiento de la imagen del agujero negro a lo largo de varios años, lo que indica la persistencia de la característica de sombra en forma de media luna, pero también una variación de su orientación: la media luna parece tambalearse. Los resultados completos aparecen hoy en El diario astrofísico en un artículo titulado "Monitoreo de la morfología de M87 * en 2009-2017 con el Event Horizon Telescope".

El EHT es un conjunto global de telescopios que realiza observaciones sincronizadas utilizando la técnica de interferometría de línea de base muy larga. Juntos forman un plato de radio virtual del tamaño de la Tierra, que proporciona una resolución de imagen excepcionalmente alta. En 2009-13, M87 * fue observado por los primeros conjuntos de prototipos de EHT, con telescopios ubicados en tres sitios geográficos de 2009 a 2012 y cuatro sitios en 2013. En 2017, el EHT alcanzó la madurez con telescopios ubicados en cinco sitios geográficos distintos en todo el globo.

Los conjuntos de datos para esta investigación se correlacionaron completamente en el Observatorio MIT Haystack. Las observaciones de 2009-2013 consisten en menos datos que las realizadas en 2017, por lo que es imposible crear una imagen. Pero el equipo de EHT pudo utilizar modelos estadísticos para observar los cambios en la apariencia de M87 * a lo largo del tiempo. En el enfoque de modelado, los datos se comparan con una familia de plantillas geométricas, en este caso anillos de brillo no uniforme. Luego se emplea un marco estadístico para determinar si los datos son consistentes con dichos modelos y para encontrar los parámetros del modelo que mejor se ajusten.

“Este es un hermoso ejemplo de análisis de datos creativo. Extraer nuevos e importantes conocimientos astrofísicos y exprimir nuevos conocimientos a partir de observaciones anteriores es un ejemplo imaginativo de cómo los científicos pueden utilizar al máximo el contenido de información de datos tan minuciosamente recopilados ”, dice Colin Lonsdale, director del Observatorio Haystack del MIT y presidente de la Junta de Colaboración de EHT. "El comportamiento de esta estructura de escala de horizonte de eventos durante un período de años permite imponer restricciones adicionales importantes a las propiedades de este fascinante objeto".

Ampliando el análisis a las observaciones de 2009-2017, los científicos de EHT han demostrado que M87 * se adhiere a las expectativas teóricas. El diámetro de la sombra del agujero negro se ha mantenido coherente con la predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein para un agujero negro de 6.500 millones de masas solares.

"En este estudio, mostramos que la morfología general, o la presencia de un anillo asimétrico, probablemente persista en escalas de tiempo de varios años", dice Kazu Akiyama, científico investigador del Observatorio Haystack del MIT y participante en el proyecto. "La coherencia a lo largo de múltiples épocas de observación nos da más confianza que nunca sobre la naturaleza de M87 * y el origen de la sombra".

Aunque el diámetro de la media luna se mantuvo constante, el equipo de EHT descubrió que los datos ocultaban una sorpresa: el anillo se tambalea y eso significa una gran noticia para los científicos. Por primera vez, pueden vislumbrar la estructura dinámica del flujo de acreción tan cerca del horizonte de eventos del agujero negro, en condiciones de gravedad extrema. El estudio de esta región es la clave para comprender fenómenos como el lanzamiento de un jet relativista y permitirá a los científicos formular nuevas pruebas de la teoría de la relatividad general.

El gas que cae sobre un agujero negro se calienta a miles de millones de grados, se ioniza y se vuelve turbulento en presencia de campos magnéticos. "Debido a que el flujo de materia es turbulento, la media luna parece oscilar con el tiempo", dice Maciek Wielgus del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian, que es miembro de la Iniciativa del Agujero Negro y autor principal del artículo. “En realidad, vemos mucha variación allí, y no todos los modelos teóricos de acreción permiten tanto bamboleo. Lo que significa es que podemos empezar a descartar algunos de los modelos basados ​​en la dinámica de la fuente observada ".

“El Observatorio Haystack del MIT fue fundamental para organizar estas primeras observaciones, correlacionar las cantidades masivas de datos devueltos en una gran cantidad de discos duros y reducir los datos”, dice Vincent Fish, científico investigador del Observatorio Haystack. “Si bien pudimos establecer restricciones importantes sobre el tamaño y la naturaleza de la emisión en M87 * en ese momento, las imágenes obtenidas a partir de los datos de matriz de 2017 mucho mejores proporcionaron un contexto crítico para comprender completamente lo que los datos anteriores intentaban decirnos. "

El científico de Haystack, Geoff Crew, agrega: "Después de trabajar en la tecnología EHT durante una década, me complace que M87 * haya estado haciendo un uso igualmente bueno de su tiempo".


El agujero negro muestra que los campos magnéticos que lo rodean son lo suficientemente fuertes como para resistir la gravedad

Los astrofísicos de la Universidad de Wits son los únicos dos científicos del continente africano que contribuyeron al estudio.

Universidad de Witwatersrand

IMAGEN: Vista polarizada del agujero negro en M87. Las líneas marcan la orientación de la polarización, que está relacionada con el campo magnético alrededor de la sombra del agujero negro. ver más

Crédito: Crédito: & copia EHT Collaboration

La colaboración del Event Horizon Telescope (EHT), un equipo multinacional de más de 300 científicos, incluidos dos astrofísicos de la Universidad de Witwatersrand (Universidad de Wits), ha revelado hoy una nueva vista del objeto masivo en el centro de la galaxia M87: cómo se ve en luz polarizada.

Esta es la primera vez que los astrónomos han podido medir la polarización, una firma de 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, es capaz de lanzar chorros de energía desde su núcleo.

"Ahora estamos viendo la próxima pieza de evidencia crucial 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 Mo? Cibrodzka, Coordinadora del grupo de trabajo de polarimetría EHT y profesor asistente en Radboud Universiteit en los Países Bajos.

"Este trabajo es un hito importante: 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 Iv & # 225n Mart & # 237-Vidal, también Coordinador. del Grupo de Trabajo de Polarimetría EHT e Investigador Distinguido GenT de la Universitat de Val & # 232ncia, España. Agrega que "revelar esta nueva imagen de luz polarizada requirió años de trabajo debido a las complejas técnicas involucradas en la obtención y análisis de los datos".

El profesor Roger Deane, presidente SARAO / NRF en radioastronomía en Wits y su investigador postdoctoral, el Dr. Iniyan Natarajan, son los dos únicos científicos de la colaboración EHT que se basan en el continente africano. El 10 de abril de 2019, la colaboración lanzó 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. Los resultados de hoy revelan que una fracción significativa de la luz alrededor del agujero negro M87 está polarizada.

"Cuando no están polarizados, las oscilaciones de los campos electromagnéticos no tienen una dirección preferida. Los filtros como las gafas de sol polarizadas o los campos magnéticos en el espacio, preferentemente dejan pasar las oscilaciones en una dirección, polarizando así la luz. Así, la imagen de luz polarizada ilumina la estructura de los campos magnéticos en el borde del agujero negro ", dice Natarajan, que formó parte del Grupo de Trabajo de Polarimetría EHT.

Se sabe desde hace mucho tiempo que los agujeros negros lanzan poderosos chorros de energía y materia al espacio. Los astrónomos se han basado en diferentes modelos físicos de cómo se comporta la materia cerca del agujero negro para comprender mejor este proceso. El chorro que emerge del núcleo de M87 se extiende al menos 5000 años luz desde su centro, el proceso detrás del cual aún no se explica.

Las observaciones sugieren que los campos magnéticos en el borde del agujero negro son lo suficientemente fuertes como para hacer retroceder el gas caliente y ayudarlo a resistir la atracción de la gravedad. Solo el gas que se desliza a través del campo puede girar en espiral hacia el horizonte de eventos.

Para observar el corazón de la galaxia M87, la colaboración vinculó ocho telescopios de todo el mundo 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 el tamaño de una pelota de cricket en la superficie de la Luna.

Esta configuración 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 Las cartas del diario astrofísico por la colaboración EHT.

"Mirar lo más cerca posible del borde de los agujeros negros utilizando técnicas de vanguardia es precisamente el tipo de desafío que disfrutamos aquí en Wits", dice Deane, director fundador del recién aprobado Centro de Astrofísica Wits. "Estamos en una era dorada para la radioastronomía, y nuestra participación en proyectos como el Event Horizon Telescope y el Square Kilometer Array está en el centro de nuestro plan para llevar a cabo investigaciones fundamentales y capacitar a estudiantes de posgrado de clase mundial que se convertirán en los los principales científicos africanos del mañana ".

Natarajan participó en la simulación de las observaciones de polarización del agujero negro y también fue parte de los esfuerzos para calibrar y generar la imagen polarizada. Deane y Natarajan también han escrito uno de los paquetes de software que se está utilizando para simular observaciones de agujeros negros dentro de la colaboración EHT.

"Nuestra colaboración desarrolló nuevas técnicas para analizar los datos de polarización, que fueron validadas en simulaciones antes de ser aplicadas a observaciones reales", dice Natarajan.

"Estos proyectos desafiantes brindan la oportunidad de desarrollar técnicas que luego encuentran una aplicabilidad más amplia en la comunidad de maneras que pueden sorprendernos gratamente".

Descargo de responsabilidad: AAAS y EurekAlert! ¡no somos responsables de la precisión de los comunicados de prensa publicados en EurekAlert! por las instituciones contribuyentes o para el uso de cualquier información a través del sistema EurekAlert.


Sombra tambaleante del agujero negro M87

VIDEO: Una animación que representa un año de evolución de la imagen M87 * según simulaciones numéricas. Se muestra el ángulo de posición medido del lado brillante de la media luna, junto con 42 microsegundos de arco. ver más

Crédito: G. Wong, B. Prather, C. Gammie, M. Wielgus y la colaboración de EHT

En 2019, la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) entregó la primera imagen de un agujero negro, revelando M87 *, el objeto supermasivo en el centro de la galaxia M87. El equipo de EHT ahora ha utilizado las lecciones aprendidas el año pasado para analizar los conjuntos de datos de archivo de 2009-2013, algunos de ellos no publicados antes. El análisis revela el comportamiento de la imagen del agujero negro a lo largo de varios años, lo que indica la persistencia de la característica de sombra en forma de media luna, pero también una variación de su orientación: la media luna parece tambalearse. Los resultados completos aparecieron hoy en El diario astrofísico.

El EHT es un conjunto global de telescopios que realiza observaciones sincronizadas utilizando la técnica de interferometría de línea de base muy larga (VLBI). Juntos forman un plato de radio virtual del tamaño de la Tierra, que proporciona una resolución de imagen excepcionalmente alta. "¡Con la increíble resolución angular del EHT pudimos observar un juego de billar en la Luna y no perder de vista la puntuación!" dijo Maciek Wielgus, astrónomo del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, miembro de la Iniciativa Black Hole y autor principal del artículo. En 2009-2013, M87 * fue observado por los primeros conjuntos de prototipos de EHT, con telescopios ubicados en tres sitios geográficos en 2009-2012, y cuatro sitios en 2013. En 2017, el EHT alcanzó la madurez con telescopios ubicados en cinco sitios geográficos distintos en todo el mundo. .

"El año pasado vimos una imagen de la sombra de un agujero negro, que consiste en una media luna brillante formada por plasma caliente girando alrededor de M87 *, y una parte central oscura, donde esperamos que esté el horizonte de eventos del agujero negro", dijo Wielgus. "Pero esos resultados se basaron solo en observaciones realizadas a lo largo de una ventana de una semana en abril de 2017, que es demasiado corto para ver muchos cambios. Según los resultados del año pasado, hicimos las siguientes preguntas: ¿es consistente esta morfología en forma de media luna? con los datos de archivo? ¿Indicarían los datos de archivo un tamaño y orientación similares de la media luna? "

Las observaciones de 2009-2013 consisten en muchos menos datos que las realizadas en 2017, lo que hace imposible crear una imagen. En cambio, el equipo de EHT utilizó modelos estadísticos para observar los cambios en la apariencia de M87 * a lo largo del tiempo. Si bien no se hacen suposiciones sobre la morfología de la fuente en el enfoque de imágenes, en el enfoque de modelado los datos se comparan con una familia de plantillas geométricas, en este caso anillos de brillo no uniforme. Luego se emplea un marco estadístico para determinar si los datos son consistentes con dichos modelos y para encontrar los parámetros del modelo que mejor se ajusten.

Ampliando el análisis a las observaciones de 2009-2017, los científicos han demostrado que M87 * se adhiere a las expectativas teóricas. El diámetro de la sombra del agujero negro se ha mantenido coherente con la predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein para un agujero negro de 6.500 millones de masas solares. "En este estudio, mostramos que la morfología general, o la presencia de un anillo asimétrico, probablemente persista en escalas de tiempo de varios años", dijo Kazu Akiyama, miembro de Jansky del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en el Observatorio Haystack del MIT. y colaborador del proyecto. "La coherencia a lo largo de múltiples épocas de observación nos da más confianza que nunca sobre la naturaleza de M87 * y el origen de la sombra".

Pero aunque el diámetro de la media luna se mantuvo constante, el equipo de EHT descubrió que los datos ocultaban una sorpresa: el anillo se tambalea y eso significa una gran noticia para los científicos. Por primera vez, pueden vislumbrar la estructura dinámica del flujo de acreción tan cerca del horizonte de eventos del agujero negro, en condiciones de gravedad extrema. El estudio de esta región es la clave para comprender fenómenos como el lanzamiento de un jet relativista y permitirá a los científicos formular nuevas pruebas de la teoría de la relatividad general.

El gas que cae sobre un agujero negro se calienta a miles de millones de grados, se ioniza y se vuelve turbulento en presencia de campos magnéticos. "Debido a que el flujo de materia es turbulento, la media luna parece oscilar con el tiempo", dijo Wielgus. "En realidad, vemos mucha variación allí, y no todos los modelos teóricos de acreción permiten tanto bamboleo. Lo que significa es que podemos empezar a descartar algunos de los modelos basados ​​en la dinámica de la fuente observada".

"Estos primeros experimentos de EHT nos proporcionan un tesoro de observaciones a largo plazo que el EHT actual, incluso con su notable capacidad de generación de imágenes, no puede igualar", dijo Shep Doeleman, director fundador de EHT. "Cuando medimos por primera vez el tamaño de M87 * en 2009, no podíamos prever que nos daría el primer vistazo de la dinámica de los agujeros negros. Si quieres ver un agujero negro evolucionar durante una década, no hay sustituto para tener una década de datos ".

El científico del proyecto EHT Geoffrey Bower, científico investigador de la Academia Sinica, Instituto de Astronomía y Astrofísica (ASIAA), agregó: "El monitoreo de M87 * con una matriz EHT expandida proporcionará nuevas imágenes y conjuntos de datos mucho más ricos para estudiar la dinámica turbulenta. ya estamos trabajando en el análisis de los datos de las observaciones de 2018, obtenidos con un telescopio adicional ubicado en Groenlandia. En 2021 estamos planificando observaciones con dos sitios más, proporcionando una calidad de imagen extraordinaria. ¡Este es un momento realmente emocionante para estudiar los agujeros negros! "

La colaboración internacional del Event Horizon Telescope anunció la primera imagen de un agujero negro en el corazón de la radiogalaxia Messier 87 el 10 de abril de 2019 mediante la creación de un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Con el respaldo de una inversión internacional considerable, el EHT conecta los telescopios existentes utilizando sistemas novedosos, creando un nuevo instrumento con el mayor poder de resolución angular que se haya logrado hasta ahora.

Los telescopios individuales involucrados en la colaboración EHT son: el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), el Atacama Pathfinder EXplorer (APEX), el Telescopio de Groenlandia (desde 2018), el Telescopio IRAM de 30 metros, el Observatorio IRAM NOEMA (previsto 2021), el Kitt Peak Telescope (previsto para 2021), el James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), el Large Millimeter Telescope (LMT), el Submillimeter Array (SMA), el Submillimeter Telescope (SMT) y el South Pole Telescope (SPT). ).

El consorcio EHT está formado por 13 institutos interesados: el Instituto Academia Sinica de Astronomía y Astrofísica, la Universidad de Arizona, la Universidad de Chicago, el Observatorio de Asia Oriental, el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, el Goethe-Universitat Frankfurt, el Institut de Radioastronomie Millimetrique, el Gran Telescopio Milimétrico, el Max-Planck-Institut fur Radioastronomie, el Observatorio Haystack del MIT, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, el Instituto Perimetral de Física Teórica y la Universidad de Radboud.

Información sobre el EHT

Artículo original: M. Wielgus et al .: "Monitoreo de la morfología de M87 * en 2009-2017 con el Event Horizon Telescope", en Diario astrofísico (23 de septiembre de 2020), https: / / iopscience. iop. org / article / 10. 3847 / 1538-4357 / abac0d

Amy C. Oliver
Responsable de Asuntos Públicos Responsable del Centro de Visitantes y Ciencia
Observatorio Fred Lawrence Whipple
Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian

Oficina: +1 (520) 879-4406 | Móvil: +1 (801) 783-9067
670 Mt. Hopkins Rd. Amado, AZ 85645

Amy Oliver
Asuntos publicos
Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian
Observatorio Fred Lawrence Whipple
[email protected]
+15208794406

Maciek Wielgus
Iniciativa Agujero Negro, Universidad de Harvard
[email protected]
+48602417268

Kazu Akiyama
Observatorio MIT Haystack
[email protected]
+16177155579
Sheperd S. Doeleman
Director fundador, Event Horizon Telescope
Iniciativa Agujero Negro, Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian
[email protected]
+16174967762

Geoffrey C. Bower
Científico jefe de operaciones en Hawái, ASIAA
Científico del proyecto, Event Horizon Telescope
Facultad de posgrado afiliada, UH Manoa Física y Astronomía
[email protected]
+18089612945

Descargo de responsabilidad: AAAS y EurekAlert! ¡no somos responsables de la precisión de los comunicados de prensa publicados en EurekAlert! por las instituciones contribuyentes o para el uso de cualquier información a través del sistema EurekAlert.


イ ベ ン ト ・ ホ ラ イ ズ ン ・ テ レ ス コ ー プ ・ プ ロ ジ ェ ク ト が M87 ブ ラ ッ ク ホ ー ル ご く 近 傍 の 磁場 の 画像 化 に 成功

M87 の 中心 に あ る 超 巨大 ブ ラ ッ ク ホ ー ル と 噴 き 出 す ジ ェ ッ ト を 異 な 望遠鏡 、 異 な る 解像度 で 観 測 し て 得 ら れ た 偏光 画像
Crédito: Colaboración EHT ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Goddi et al. VLBA (NRAO), Kravchenko et al. J.C. Algaba, I. Martí-Vidal

左 の 画像 は EHT の す べ て の デ ー タ か ら 合成 し た ブ ラ ッ ク ホ ー ル · シ ャ ド ウ の 画像. 右 は, チ リ に あ る ア ル マ 望遠鏡 と APEX の デ ー タ を 除 い て 合成 し た 画像 で, ブ ラ ッ ク ホ ー ル · シ ャ ド ウ を 示 す リ ン グ 状 の 構造 は見 え な い 。EHT の 観 測 ネ ッ ト ワ ー ク に チ リ の 望遠鏡 が 参加 す る こ と が い か に 重要 で あ っ た か を 物語 っ て い る 。。
Crédito: Colaboración EHT


参考 情報
EHT プ ロ ジ ェ ク ト に は, ア フ リ カ, ア ジ ア, ヨ ー ロ ッ パ, 北 ア メ リ カ, 南 ア メ リ カ か ら 300 名 以上 の 研究者 が 参加 し て い ま す .EHT に 参加 す る 望遠鏡 は, ア ル マ 望遠鏡, APEX (以上, チ リ), IRAM 30m 望遠鏡 (スペイン)、IRAM NOEMA観測所(フランス)、ジェームズクラークマクスウェル望遠鏡、サブミリ波干渉計(以上、米国ハワイ州)、サブミリ波望遠鏡、キットピーク12m望遠鏡(以上、米国アリゾナ州)、大型ミリ波望遠鏡(メキシコ)、グリーンランド望遠鏡(デンマーク)、および南極点望遠鏡です。これらの望遠鏡で同時に同じ天体を観測し、そのデータを後から結合して一つの巨大な仮想望遠鏡を構成する「超長基線電波干渉法(Very Long Baseline Interferometry)」という技術を用いています。これにより、EHTは20マイクロ秒角(1マイクロ秒角は角度の1度の36億分の1)という高い解像度を実現します。
EHTコンソーシアムは、以下の13の機関が参加しています。中央研究院天文及天文物理研究所(台湾)、アリゾナ大学(米国)、シカゴ大学(米国)、東アジア天文台、ゲーテ(フランクフルト)大学(ドイツ)、マサチューセッツ工科大学ヘイスタック観測所(米国)、ミリ波電波天文学研究所(フランス、スペイン)、アルフォンソ・セラノ大型ミリ波望遠鏡(メキシコ)、マックスプランク電波天文学研究所(ドイツ)、自然科学研究機構国立天文台(日本)、ペリメーター研究所(カナダ)、ラドバウド大学(オランダ)、スミソニアン天体物理学観測所(米国)


論文情報
この成果は、2019年4月に発表された成果(論文1~論文6)に続く、EHTプロジェクトによる研究成果です。本日 2021年3月24日、 アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ(The Astrophysical Journal Letters)から2編の論文として公開されました。


Ver el vídeo: Lecture 17 p 03: What is the orientation of an object in my image? (Diciembre 2022).