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Un perro persiguiendo su cola: las observaciones de Sgr A*, por el Event Horizon Telescope, parte 2

Nota: Este artículo es una traducción al español del artículo A puppy chasing its tail: The Event Horizon Telescope’s observations of Sgr A*, part 2 escrito por Graham Doskoch.

Crédito de la imagen destacada: la Colaboración del Event Horizon Telescope.

  • Título original: Focus on First Sgr A* Results from the Event Horizon Telescope (papers I-VI from the EHT’s observations of Sgr A*)
  • Autores/as: Kazunori Akiyama et al., representando a la Colaboración del Event Horizon Telescope
  • Institución del primer autor: Massachusetts Institute of Technology Haystack Observatory, Westford, Massachusetts, USA; National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka, Tokyo, Japan; Black Hole Initiative at Harvard University, Cambridge, Massachusetts, USA
  • Etiquetas: agujeros negros supermasios, EHT, radioastronomía, Vía Láctea.
  • Estado: publicado en The Astrophysical Journal Letters, de acceso abierto.

Aguardar un esperado resultado científico es difícil, pero combinar datos de telescopios repartidos por todo el globo lo es aún más. Desafortunadamente, para tomar la imagen de un agujero negro supermasivo, esto es lo que necesitas exactamente: una red de radiotelescopios en cuatro continentes. La colaboración del Event Horizon Telescope (EHT, Telescopio del Horizonte de Sucesos) se ha pasado los últimos cinco años haciendo precisamente esto, utilizando un grupo selecto de telescopios para tomar datos de galaxias con agujeros negros supermasivos y luego combinándolos para formar una imagen. Sus primeros resultados, sobre el agujero negro al centro de la galaxia M87, fueron revelados en 2019, pero el pasado 12 de mayo la colaboración reveló otra imagen: una “fotografía” de Sagitario A*, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia. En un artículo previo discutimos cómo funciona el EHT y qué esperábamos ver. Ahora, vamos a discutir los desafíos detrás de la imagen de Sgr A* y con lo que se encontró la colaboración.

Incluso antes de que las dos supercomputadoras del EHT, en el MIT (Massachusetts, EEUU) y el Instituto Max Planck por Radiastronomía (Alemania), pudieran hacer los análisis, los datos tuvieron que ser transportados a mano desde los telescopios. 5 petabytes de ficheros no es algo que se pueda enviar electrónicamente: en su lugar, la media tonelada de discos duros que los guardaban tuvieron que cruzar el mundo en avión. Esto fue un desafío especialmente para los datos procedentes del South Pole Telescope en la Antártida, donde las heladas y nieves invernales implican que los aviones están atrapados en el continente desde febrero a octubre de cada año. Así que aunque los datos fueron tomados en abril de 2017, estos no llegardon a las supercomputadoras hasta en invierno siguiente.

El equipo empezó entonces el largo y esmerado proceso de combinar datos obtenidos en diferetnes noches en ocho telescopios usando diferentes algoritmos. Esto fue particularmente difícil para Sgr A*, que es 1.000  menos masivo que M87*. Esto significa que el gas arremolinándose a su alrededor completa una órbita mucho más rápido, de forma que la emisión cambia en cuestión de horas e incluso minutos en lugar de días enteros, como ocurre en M87*. Chi-Kwan Chan, un astrónomo del EHT de la Universidad de Arizona, comparó el desafío con tratar de fotografiar un perro persiguiendo su propia cola. Esto explica, entonces, por qué el proceso duró cinco años.

Figura 1. Esta es la largamente esperada imagen de Sgr A* creada por el Event Horizon Telescope. Los fotones de materia cerca del agujero negro son visibles en la forma de un dónut de luz, con una destacada sombra en el centro. Tres puntos brillantes son visibles en el dónut, que podrían ser o bién regiones con potentes campos magnéticos, o bién artefactos de la imagen. Créditos: la Colaboración del Event Horizon Telescope.

¡Y qué bonita imagen es esta! Como ocurrió con M87*, las observaciones del EHT muestran un donut, siguiendo la proyección de la esfera de fotones del agujero negro. Dada la variabilidad de Sgr A*, esto es en realidad un promedio de lo que los telescopios vieron a lo largo del tiempo. Sin embargo, hay algunas diferencias. Por ejemplo, la imagen de M87* muestra una asimetría debido a la rotación del agujero negro por el fenómeno llamado Doppler boosting, mientras que Sgr A* parece mostrar tres puntos brillantes en su lugar. Estos pueden ser reales, ya que esperamos algunos puntos brillantes debido a las variaciones en el campo magnético, pero también podrían ser artefactos observacionales debidos a las posiciones de los telescopios del EHT en la Tierra y a los métodos de procesamiento usados.

La imagen en sí misma es preciosa, pero el equipo del EHT fue capaz de exprimir aún más información de sus datos. Estos resultaron en una nueva medida de la masa del agujero negro,situándolo en las cuatro millones de masas solares. Sus modelos también mostraron que el eje de rotación apunta hacia nosotros, lo cual es sorprendente, y que está rotando, lo cual no es tan sorprendente. De hecho, esperamos que todos los agujeros negros roten un poco, lo que complica los modelos pero aporta importante información. Desafortunadamente, el equipo no fue capaz de modelar detalladamente la variabilidad de la luz de Sgr A*. Esto podría ser debido a diversos factores: o bien las variaciones ocurren en escalas de tiempo más grandes que la observación, o bien hay complicaciones en la estructura de los campos magnéticos, o quizás simplemente hay suposiciones incorrectas sobre la física implementada en los modelos. 

¿Y qué viene ahora? Bueno, la colaboración tiene datos de tres campañas observacionales más y aún sigue observando, junto con otras observaciones no publicadas del 2017. Añadir aún más telescopios al EHT permitirá mejorar las imágenes y posiblemente obtener “vídeos” mostrando la evolución de la emisión a lo largo del tiempo. Quizás tendremos con ello podremos entender mejor los tres puntos brillantes alrededor de Sgr A*, o quizás incluso veremos algo inesperado a su alrededor, o de M87* o de los muchos otros objetivos del EHT. En qualquier caso, los resultados del Event Horizon Telescope ya son suficientemente impresionantes, muestra del poder de la colaboración internacional entre equipos científicos de todo el mundo.

Nota de traducción: al traducir cualquier texto, las traducciones literales no siempre capturan bien el significado de modismos y frases hechas. En casos como este, como traductores hacemos nuestro mejor esfuerzo para mantener el espíritu del artículo original, y no tanto el significado literal de las palabras. También intentamos proporcionar enlaces a conceptos en el idioma traducido en lugar de en el original, siempre que sea posible. De este modo queremos reconocer la naturaleza de nuestras traducciones como una colaboración entre les autores originales y les traductores.

Acerca de Miquel Colom i Bernadich

Nacido y criado en Catalunya, mostré mi interés por la astronomía desde bien chiquitito. Estudié física fundamental en la Universidad de Barcelona, cursé un máster en astronomía y ciencias del espacio en la Universidad de Uppsala, y ahora soy estudiante doctoral en Instituto Max Planck por la Radioastronomía en Bonn, Alemania. Mi tarea actual es cazar y analizar radiopúlsares, estrellas de neutrones magnetizadas con altas frequencias de rotación. En mi tiempo libre soy aficionado a los videojuegos, lector y excursionista.

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