21 Enero 2019

del Sitio Web AgenciaSinc

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 Diversas imágenes de Sgr A*:

simulación a 86 GHz (superior izquierda),

simulación con los efectos del centelleo interestelar (superior derecha),

como se ve en el cielo a partir de las observaciones recientes (inferior derecha)

y la observada con su aspecto real después de eliminar

los efectos del centelleo interestelar (inferior izquierda).

S. Issaoun, M. Mościbrodzka, Radboud University

M. D. Johnson, D. Pesce, CfA

 

 

 

Hasta ahora una tenue nube de gas caliente

ha dificultado el estudio y la obtención

de imágenes nítidas de Sgr A*,

el agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea.

Pero por primera vez un equipo internacional de astrónomos

ha empleado el telescopio ALMA, en Chile,

junto con otros radiotelescopios repartidos por la Tierra

para ver a través de esa niebla y analizar

la fuente de radio asociada a este oscuro objeto

con una calidad sin precedentes.

 



Los agujeros negros supermasivos suelen encontrarse en el centro de las galaxias y se cree que son responsables de algunos de los fenómenos más energéticos del universo.

 

Actualmente, se cree que la materia en los alrededores de estos objetos cae sobre ellos formando un 'disco de acrecimiento' en cuyo eje se forman chorros o jets extragalácticos compuestos de plasma que escapan del agujero negro a velocidades extremas, cercanas a la de la luz.

 

Tanto el acrecimiento como los chorros de plasma producen grandes cantidades de emisión radio.

Gracias a una de estas fuentes de radio, brillante y compacta, los astrónomos han podido deducir la existencia del agujero negro supermasivo más próximo a la Tierra (llamado Sagitarius A* o Sgr A*), localizado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y con un peso aproximado de 4 millones de soles.
 


El agujero negro supermasivo

más próximo a la Tierra, llamado Sgr A*,

está en el centro de la Vía Láctea

y pesa aproximadamente

4 millones de soles...
 


Aunque es el más cercano, su tamaño aparente en el cielo es menor que una cienmillonésima de grado, similar al de una pelota de tenis en la superficie de la Luna, vista desde nuestro planeta.

 

Este tamaño está determinado por el llamado radio de Schwarzschild (un radio asociado a la cantidad de masa usado para medir agujeros negros), que para Sgr A* es unas 14 veces mayor que nuestro Sol, pero visto a una distancia de unos cien mil años-luz.

 

Justo en el radio de Schwarzschild, la luz no puede escapar de la atracción gravitatoria del agujero negro, por lo que éste toma el aspecto de un 'agujero oscuro' en el firmamento.

Durante los últimos veinte años, se han ido sucediendo intentos para obtener la imagen más nítida posible de Sgr A*, con una resolución suficientemente alta como para observar cómo se comporta la materia en las inmediaciones de ese radio.

Esta semana, un equipo internacional de investigadores liderado por la astrónoma Sara Issaoun de la Universidad de Harvard (EE.UU.) describe en el Astrophysical Journal los resultados (The Size, Shape, and Scattering of Sagittarius A* at 86 GHz - First VLBI with ALMA) de nuevas observaciones de Sgr A* obtenidas con una resolución y calidad sin precedentes:

"Alcanzan una resolución angular que mejoran los experimentos previos por un factor de dos, y reconstruimos una imagen de Sgr A* libre de los efectos de 'centelleo interestelar' (uno de los principales factores limitantes para verlo en alta resolución)", destacan los autores.

 



La unión de ALMA y la red global GMVA

El ínfimo tamaño aparente de Sgr A* requiere el uso de una técnica especial de observación, capaz de proporcionaros las resoluciones más altas accesibles con la tecnología actual.

 

Para tomar los datos se ha utilizado el telescopio ALMA, al norte de Chile, junto con una red global de radiotelescopios llamada Global mm-VLBI Array (GMVA).
 

 

La red Global de VLBI Milimétrica (GMVA) junto con ALMA.

S. Issaoun, M. Mościbrodzka, Radboud University

M. D. Johnson, D. Pesce, CfA

 


Dos de los radiotelescopios que han formado parte de esta red global denominada GMVA son españoles:

Ambos observatorios están clasificados como Infraestructuras Científico Técnicas Singulares españolas (ICTS) por la calidad de sus instalaciones y los trabajos que en ellas se realizan.

El chorro de radio asociado a este agujero negro podría apuntar directamente hacia nosotros

Según Pablo de Vicente, coautor del trabajo y astrónomo en el Observatorio de Yebes,

"la resolución de un telescopio aumenta con su tamaño físico.

 

Utilizando una técnica denominada Interferometría de Muy Larga Base (VLBI, por sus siglas en inglés) somos capaces de sintetizar un telescopio virtual tan grande como todo el planeta Tierra".

La técnica de VLBI usa las señales que llegan a varios radiotelescopios dispersos sobre la superficie terrestre, combinándolas en un superordenador que emula, usando procedimientos avanzados de análisis de datos, un telescopio de tamaño igual a la máxima distancia entre los radiotelescopios.

"La resolución de un telescopio también aumenta con la frecuencia de observación", señala Iván Martí Vidal, también coautor del trabajo y astrónomo en el Observatorio de Yebes.

 

"Las observaciones de este trabajo son las primeras a 87 gigahercios en las que ha participado el telescopio ALMA de Chile".

ALMA es con diferencia el telescopio más sensible del mundo a estas frecuencias tan altas, y ha podido participar en estas observaciones gracias a un proyecto internacional denominado ALMA Phasing Project.

"La alta calidad de nuestra nueva imagen de Sgr A* también nos ha permitido constreñir los diferentes modelos de emisión del agujero negro, que situamos en una región simétrica alrededor de unos doce radios de Schwarzschild", apunta Martí Vidal, y De Vicente.

 

"Esto puede indicar que la emisión radio se produce en el disco de acrecimiento. Sin embargo esto convertiría a Sgr A* en una excepción comparado con otros agujeros negros.

 

La alternativa podría ser que el chorro de radio apunte directamente en nuestra dirección".

Futuras observaciones de Sgr A*, con la técnica de VLBI, proporcionarán muy pronto información crucial sobre los procesos y la dinámica en los alrededores de este agujero negro.

 

Estas observaciones contendrán la clave para un mejor entendimiento de los que son hoy en día los objetos más exóticos del universo conocido.
 

 

 


Referencia bibliográfica

  • S. Issaoun, M. D. Johnson, L. Blackburn, C. D. Brinkerink, M. Mościbrodzka, A. Chael, C. Goddi, I. Martí-Vidal, J. Wagner, S. S. Doeleman, H. Falcke, T. P. Krichbaum, K. Akiyama, U. Bach, K. L. Bouman, G. C. Bower, A. Broderick, I. Cho, G. Crew, J. Dexter, V. Fish, R. Gold, J. L. Gómez, K. Hada, A. Hernández-Gómez, M. Janßen M. Kino, M. Kramer, L. Loinard, R.-S. Lu, S. Markoff, D. P. Marrone, L. D. Matthews, J. M. Moran, C. Müller, F. Roelofs, E. Ros, H. Rottmann, S. Sanchez, R. P. J. Tilanus, P. de Vicente, M. Wielgus, J. A. Zensus and G.-Y. Zhao - "The Size, Shape, and Scattering of Sagittarius A* at 86 GHz - First VLBI with ALMA" - ApJ 871: 30, enero de 2019.