El Event Horizon Telescope, una matriz a escala planetaria de ocho radiotelescopios terrestres forjados a través de la colaboración internacional, capturó esta imagen del agujero negro supermasivo y su sombra que se encuentra en el centro de la galaxia M87.
(Imagen: © EHT Collaboration)
los Event Horizon Telescope El proyecto no descansa en sus laureles.
En abril de 2019, la colaboración de EHT reveló el primera imagen de un agujero negro, que capturó al gigante en el corazón de la galaxia M87. El proyecto había estado funcionando durante ese momento durante dos décadas, pero la presentación no marcó un clímax o una culminación. Más bien, fue un punto de inflexión, la apertura de una ventana a descubrimientos aún más emocionantes por venir, dijeron los miembros del equipo.
"Miraremos hacia atrás en estos 20 años a partir de ahora, ya sabes, todos beberemos bebidas sombrillas en algún lugar, y creo que reconoceremos la imagen del M87 como solo el comienzo", dijo el director fundador de EHT, Shep Doeleman, un El astrónomo del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA) en Massachusetts, dijo a los periodistas el 10 de abril durante un evento de transmisión por Internet que celebra el primer aniversario de la presentación de la foto.
"Realmente será solo el comienzo", agregó Doeleman. "Creo que ese descubrimiento continuará".
Grandes ambiciones de agujeros negros
El próximo gran momento podría involucrar a nuestra propia supermasiva galaxia de la Vía Láctea calabozo, que se conoce como Sagitario A * o Sgr A * para abreviar. El equipo de EHT ha estado observando Sgr A * pero aún no ha podido generar una imagen a partir de los datos.
Fotografiar un agujero negro es mucho más complicado que solo apuntar y disparar. El EHT combina datos de ocho radiotelescopios de todo el mundo, que están vinculados para formar un megascopio virtual del tamaño de la Tierra. El equipo diseña algoritmos para dar sentido a toda esta información, integrándola para generar una imagen que represente el agujero negro horizonte de eventos - el "punto de no retorno" más allá del cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar. (Fotografiar el interior de un agujero negro es imposible, a menos que usted mismo esté allí, lo que no se recomienda).
Tal trabajo es laborioso y requiere mucho tiempo; por ejemplo, los datos de M87 que permitieron la imagen del año pasado se recopilaron en 2017. Y Sgr A * es un objetivo aún más difícil, a pesar de que está mucho más cerca de nosotros (26,000 años luz versus 55 millones de años luz para M87). Sgr A * es un agujero negro supermasivo relativamente ligero, que alberga la masa de "solo" 4,3 millones de soles y, por lo tanto, opera en escalas de tiempo más cortas que el monstruo M87 de 6.500 millones de masas solares.
"Uno de los desafíos para Sagitario A * es que evoluciona muy rápido durante el transcurso de una noche", dijo Doeleman. "Entonces, estamos desarrollando nuevos algoritmos que pueden abordar específicamente eso, para agregar una variabilidad de tiempo al modelado. Eso solo lleva más tiempo".
Agregar Sgr A * al álbum de fotos es una alta prioridad para los miembros del equipo EHT, en parte porque están interesados en ver un objeto tan diferente de Agujero negro supermasivo de M87. Pero las ambiciones del proyecto no terminan ahí. La colaboración planea duplicar el número de telescopios EHT constituyentes, creando un "EHT de próxima generación" que llevará el descubrimiento al siguiente nivel.
El megascopio modificado "nos dará vistas aún más nítidas y nos permitirá hacer las primeras películas de agujeros negros", dijo Doeleman.
El EHT de próxima generación traerá aún más agujeros negros al alcance de los investigadores. E incluso podría permitir al equipo acercarse al "anillo de fotones" de un agujero negro, una estructura extraña que parece contener una secuencia infinita de subrings repletos de información. Tales observaciones en profundidad "permitirían pruebas ultraprecisas de las teorías de Einstein e incluso la extracción de espines", dijo Doeleman.
Eso sería un gran problema de hecho. "Los agujeros negros supermasivos son objetos elementales descritos solo por su tamaño y rotación", dijo el miembro del equipo de EHT Michael Johnson, también de la CfA, durante el evento del 10 de abril. Las observaciones de EHT ya permiten a los científicos obtener masa, por lo que hacer girar también permitiría a los científicos realmente obtener los productos de estos monstruos que engullen la luz.
El EHT de próxima generación también proporcionará otros beneficios, dijeron Doeleman y Johnson. Por ejemplo, la asociación mejorada debería permitir que la colaboración obtenga una comprensión mucho mejor de los chorros de agujeros negros, haces de partículas que los gigantes expulsan a casi la velocidad de la luz.
La colaboración ya ha asegurado fondos de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Para poner en marcha la EHT de próxima generación. El objetivo es lograr un diseño final en el plazo de tres o cuatro años y tener todo en funcionamiento antes del final de la década, dijo Doeleman. (Los nuevos platos no son la única forma de aumentar el EHT, por cierto. La resolución también se puede mejorar observando objetivos en múltiples frecuencias electromagnéticas, dijeron Doeleman y Johnson).
El EHT podría recibir otro impulso después de eso. Ampliar el alcance del megascopio al espacio aumentaría en gran medida su poder de resolución, y el equipo está buscando formas de hacerlo. La colaboración está investigando la posibilidad de incorporar activos espaciales ya existentes, así como montar nuevas misiones dedicadas, dijo Johnson.
Agregar incluso un solo instrumento en órbita geosíncrona, a más de 22,000 millas (35,400 kilómetros) sobre nuestro planeta, marcaría la diferencia. "Y luego, ciertamente, una vez que salgas a la luna "Ahí es donde creo que realmente estaríamos viendo ciencia completamente nueva", dijo Johnson a Space.com el mes pasado, cuando el equipo de EHT anunció sus resultados de anillo de fotones. (Esa distancia sería unas 10 veces más lejos; la luna está a un promedio de 238,855 millas, o 384,400 km, de la Tierra).
Un bache en el camino
La pandemia de coronavirus ha hecho que el camino hacia futuros descubrimientos de EHT sea más accidentado de lo que hubiera sido normalmente: el proyecto La campaña de observación 2020 fue cancelada porque varios de los ámbitos participantes se cerraron por razones de salud y seguridad. (El proyecto recopila datos solo una vez al año, durante una ventana en marzo y abril, cuando el clima tiende a ser bueno en todos sus sitios de observación generalizados).
La cancelación fue el movimiento correcto, dijo Doeleman. Pero fue "desgarrador", agregó, especialmente porque las observaciones de este año habrían incluido contribuciones por primera vez de instrumentos en Groenlandia, Arizona y los Alpes franceses. Entonces, la campaña 2020 habría presentado una EHT de 11 alcances más amplia y más potente.
Pero el equipo aún puede hacer muchos análisis de datos y comenzar a sentar las bases para las observaciones del próximo año, subrayó Doeleman. Entonces, los espíritus entre los investigadores están lejos de romperse.
"En toda la colaboración ahora, no hay un tono de desesperación; creo que estamos un poco unidos por el sufrimiento", dijo Johnson.
"La solución del agujero negro fue derivada por Karl Schwarzschild en las trincheras durante la Primera Guerra Mundial", dijo, refiriéndose al físico alemán que encontró la primera solución exacta para Ecuaciones de relatividad general de Einstein. "Entonces, la ciencia continúa, y creo que tiene un papel importante incluso en medio de estos desafíos".
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