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Identifican fuertes campos magnéticos en espiral en el borde del agujero negro central de la Vía Láctea

Una nueva imagen de la colaboración del Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT) ha revelado campos magnéticos fuertes y espiralizados en el borde del agujero negro supermasivo Sagitario A* (Sgr A*) en el centro de nuestra galaxia.

Agujero negro supermasivo Sagitario A*.

Una vista del agujero negro supermasivo Sagitario A* de la Vía Láctea en luz polarizada. Crédito: Colaboración EHT.

En 2022, los científicos presentaron la primera imagen de Sgr A* en conferencias de prensa en todo el mundo. Aunque el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, que se encuentra a unos 27.000 años luz de la Tierra, es más de mil veces más pequeño y menos masivo que M87* (el primer agujero negro jamás fotografiado), las observaciones revelaron que ambos se parecen notablemente. Esto llevó a los científicos a preguntarse si los dos compartían rasgos comunes más allá de su apariencia.

Para averiguarlo, el equipo decidió estudiar Sgr A* en luz polarizada. Estudios previos de la luz alrededor del agujero negro M87* revelaron que los campos magnéticos alrededor de él permitían al agujero negro lanzar potentes chorros de material de vuelta al entorno circundante. Basándose en este trabajo, las nuevas imágenes han revelado que lo mismo podría ser cierto para Sgr A*.

«Lo que estamos viendo ahora es que hay campos magnéticos fuertes, torcidos y organizados cerca del agujero negro en el centro de la galaxia de la Vía Láctea», dijo Sara Issaoun, becaria Einstein del Programa de Becas Hubble de la NASA en el Centro de Astrofísica Harvard Smithsonian y co-líder del proyecto. «Junto con Sgr A* que tiene una estructura de polarización sorprendentemente similar a la vista en el agujero negro mucho más grande y más poderoso M87*, hemos aprendido que los campos magnéticos fuertes y ordenados son críticos para la interacción de los agujeros negros con el gas y la materia que los rodea».

Comparación de los tamaños de dos agujeros negros: M87* y Sagitario A*. Crédito: EHT.

La luz es una onda electromagnética que oscila, o se mueve, lo que nos permite ver objetos. A veces, la luz oscila en una orientación preferida, y la llamamos «polarizada». Aunque la luz polarizada nos rodea, para los ojos humanos es indistinguible de la luz «normal». En el plasma alrededor de estos agujeros negros, las partículas girando alrededor de las líneas del campo magnético dan un patrón de polarización perpendicular al campo. Esto permite a los astrónomos ver con un detalle cada vez mayor lo que está sucediendo en las regiones de los agujeros negros y mapear sus líneas de campo magnético.

«Al imaginar la luz polarizada del gas caliente que brilla cerca de los agujeros negros, estamos infiriendo directamente la estructura y la fuerza de los campos magnéticos que atraviesan el flujo de gas y materia que el agujero negro alimenta y expulsa», explicó Angelo Ricarte, becario de la Iniciativa de Agujeros Negros de Harvard y co-líder del proyecto. «La luz polarizada nos enseña mucho más sobre la astrofísica, las propiedades del gas y los mecanismos que tienen lugar mientras un agujero negro se alimenta».

Pero imaginar a estos angurrientos cósmicos en luz polarizada no es tan fácil como ponerse un par de gafas de sol, y esto es especialmente cierto para Sgr A*, que cambia tan rápido que no se queda quieto para las fotografías. La imagen del agujero negro supermasivo requiere herramientas sofisticadas más allá de las utilizadas previamente para capturar M87*, un objetivo mucho más estable.

«Debido a que Sgr A* se mueve mientras intentamos tomar su fotografía, fue difícil construir incluso la imagen no polarizada», reconoció Geoffrey Bower, científico del proyecto, agregando que la primera captura fue un promedio de múltiples imágenes debido al movimiento de Sgr A*.

«Con una muestra de dos agujeros negros, con masas y galaxias anfitrionas muy diferentes, es importante determinar en qué están de acuerdo y en qué no. Dado que ambos nos señalan hacia campos magnéticos fuertes, sugiere que este puede ser un rasgo universal y quizás fundamental de este tipo de sistemas. Una de las similitudes entre estos dos agujeros negros podría ser un chorro, pero mientras hemos fotografiado uno muy evidente en M87*, aún no hemos encontrado uno en Sgr A*», concluyó Mariafelicia De Laurentis, subdirectora científica del EHT y profesora en la Universidad de Nápoles Federico II, Italia.

Con la meta de observar Sgr A*, la colaboración vinculó ocho telescopios de todo el mundo para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, el EHT. El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Experimento Pathfinder de Atacama (APEX) alojado por el Observatorio Europeo Austral (ESO) —ambos en el norte de Chile—, fueron parte de la red que realizó las observaciones, llevadas a cabo en 2017.

Los resultados fueron publicados hoy en Letters del Astrophysical Journal.

Fuente: ESO. Edición: MP.