Vista del corazón oscuro de Centaurus A: el radio del telescopio Event Horizon del agujero negro muestra una resolución sin precedentes

Jets a la vista: la galaxia Centaurus A es famosa por su agujero negro “ruidoso”. Ahora, los astrónomos han observado este objeto y, por primera vez, el telescopio Horizon emite radiación y partículas, 16 veces más exactamente que antes. Las imágenes de radiotelescopios integrados, entre otras cosas, muestran los chorros de Centauri A brillando intensamente en los bordes. Esto cuestiona algunos modelos teóricos, según investigadores de la revista Nature.

El Event Horizon Telescope (EHT) es actualmente el “ojo” agudo radioastronómico. En esta red telescópica, los radiotelescopios de todo el mundo están conectados por interferometría, lo que crea un plato de antena virtual del diámetro de la tierra. Gracias a esta técnica, los astrónomos pudieron proporcionar la primera foto del agujero negro en 2019. Otras grabaciones revelaron campos magnéticos en el agujero negro M87 *, y el anillo de luz en el horizonte de sucesos se agitó ligeramente.

Con la ayuda de EHD y otros telescopios, los astrónomos también han capturado partículas rápidas y corrientes de radiación que emanan del agujero negro. Estos chorros vuelan en el espacio aproximadamente a la velocidad de la luz y transportan energía y objetos. Pero no está claro cómo y dónde se originan los jets y de dónde proviene su enorme potencial.

Agujero negro “ruidoso” a la vista

Ahora, el telescopio Event Horizon también proporciona datos importantes sobre esto. Después del M87, ahora apunta a los chorros de radio de otra galaxia activa: los Centauros A. El núcleo galáctico activo de la galaxia, a unos 13 millones de años luz de distancia, fue identificado a principios de 1949. “Centaurus A es la fuente de radio más ruidosa cerca de la Tierra”, explica Michael Johnson del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn y sus colegas.

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A partir de datos de observación anteriores, se sabe que el agujero negro en el centro de Centaurus A contiene alrededor de 55 millones de masas solares. “En términos de masa y tasa de acumulación, se encuentra entre el exagerado agujero negro M87 * con una masa de seis mil millones de masas solares, y alrededor de cuatro millones de masas solares en nuestra galaxia”, explican los astrónomos. También se sabe que el Centaurus A *, al igual que el M87 *, produce un avión a reacción.

La grabación muestra el radiojet con mayor precisión que antes

Para su estudio, Johnson y su equipo observaron el corazón de Centaurus A durante varias horas en abril de 2017 con los telescopios integrados de EHD en el rango de longitud de onda de 1,3 mm. Las antenas en el hemisferio sur son particularmente importantes porque tienen una vista clara de los centauros A. Estos incluyen el Atacama Large Millimeter / Submillimeter Series (ALMA) y el Atacama Pathfinder Test (APEX) en Chile, el Telescopio James Clark Maxwell en Hawai y el Telescopio del Polo Sur en la Antártida.

La mejor imagen antes de la serie TANAMI VLBI (izquierda) es el jet del Centaur A, 16 veces la imagen de alta resolución del EHT (centro), y la imagen EHT del radio jet del M87 *. © Astronomía natural

El resultado de este proceso integrado son las grabaciones de radio más precisas de los Centauros A en aviones Jet hasta la fecha. Lo muestran a diez veces la frecuencia y 25 microsegundos a una resolución nominal de 25, 16 veces más que las grabaciones anteriores. “Esto nos permite por primera vez estudiar un chorro de radio alienígena en escalas más pequeñas que un día luz. Observamos más de cerca cómo el chorro gigante más grande nace de un agujero negro milagroso”, dijo Johnson.

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Principios cortos de bordes más claros

El chorro de radio brillante apunta hacia nosotros en un ángulo hacia el noreste, y su chorro opuesto débil apunta hacia el suroeste. La estructura y propiedades de estos flujos de partículas son comparables a las de los grandes chorros del M87 *. “A través de nuestra observación, estamos probando que la relación fundamental entre la función y los aviones a reacción es válida para agujeros negros de dos tamaños”, dijeron los astrónomos.

Una característica que muestran las imágenes EHD de los planos de reacción de los dos agujeros negros es particularmente interesante: los flujos de partículas son más brillantes en los bordes que en el centro. Este fenómeno ya se ha observado con otros chorros, pero todavía se muestra en esta descripción. “Ahora podemos excluir todos los modelos de chorro teóricos que no pueden reproducir este margen de manera brillante”, dice Matthias Godler, profesor asociado de la Universidad de Worcester. “Esta es una característica de seguimiento importante que le ayudará a comprender mejor estos aviones”.

¿Podemos ver la sombra de Centaurus A *?

Las imágenes EHD también dan una indicación temprana de la ubicación exacta y el tamaño del agujero negro Centaurus A. Por lo tanto, la sombra de un agujero negro tiene un tamaño de aproximadamente 1,4 microsegundos. Su aparición está en la región del origen de los chorros que despegan del horizonte, que, a nuestro juicio, es del tamaño de una manzana en la luna.

Sin embargo, incluso la resolución del telescopio Event Horizon no es suficiente para fotografiar este agujero negro. Dado que el Centaurus A es significativamente más pequeño que el * M87 *, la red telescópica debe complementarse con un radiotelescopio en órbita. Con una antena virtual de este tipo con un diámetro de unos 8.000 kilómetros y una frecuencia de varios terahercios, es posible ver la sombra del agujero negro “ruidoso” del Centaurus A, según lo calcularon Johnson y sus colegas. (Astronomía natural, 2021; doi: 10.1038 / s41550-021-01417- w)

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Fuente: Max Astronomy Institute of Radio Astronomy, Nijmegan, University of Rodwood

Alba Andujar

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