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Cachorro persiguiéndose la cola: notas del Event Horizon Telescope para Sgr A*, parte 2

Título: Concéntrese en los primeros resultados de Sgr A* del Event Horizon Telescope (Documentos 1-6 de las notas de EHT sobre Sgr A*)

Autores: Kazunori Akiyama et al. Para la cooperación del telescopio del horizonte de eventos

Fundación Primer Autor: Observatorio Hay del MIT, Westford, MA, EE. UU.; Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Mitaka, Tokio, Japón; Iniciativa Black Hole en la Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts, EE. UU.

condición: Publicado en ApJL, Acceso Abierto

Es difícil esperar grandes resultados científicos, pero recopilar datos de telescopios repartidos por todo el mundo es un desafío. Desafortunadamente, para tomar una foto de un agujero negro supermasivo, eso es exactamente lo que necesitas: una serie de radiotelescopios en cuatro continentes. La colaboración Event Horizon Telescope (EHT) ha pasado los últimos cinco años haciendo precisamente eso, utilizando una serie de radiotelescopios para tomar datos de una serie de agujeros negros supermasivos y luego combinar esos datos para formar las imágenes. Los primeros resultados, sobre el agujero negro en el centro de la galaxia M87, se dieron a conocer en 2019, pero ayer la colaboración lanzó una nueva imagen: una imagen de Sagitario A*, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia. en Nuestra última publicaciónEn este artículo, discutimos cómo funciona el EHT y qué esperar ver. Ahora, analicemos los desafíos detrás de las imágenes de Sgr A* y lo que el grupo realmente encontró.


Incluso antes de que las dos supercomputadoras utilizadas por el EHT, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y el Instituto Max Planck de Astronomía, pudieran realizar los análisis, los datos tenían que transmitirse físicamente desde los observatorios. 5 petabytes de archivos no es algo que se pueda enviar electrónicamente; Mientras que, Media tonelada de discos duros que los almacenaban tenían que ser transportados por todo el mundo. Esto fue más difícil para los datos recopilados en telescopio antárticolo que significa escalofríos y nieves invernales Los aviones están atrapados en la Antártida incluso de febrero a octubre de cada año.. Si bien los datos se recopilaron en abril de 2017, no todos llegaron a las supercomputadoras hasta el invierno siguiente.

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Luego, el equipo comenzó el largo y laborioso proceso de combinar varias noches de datos de ocho observatorios en imágenes, utilizando varios algoritmos diferentes. Esto fue particularmente difícil para Sgr A*, que es unas 1000 veces menor que M87*. Esto significa que el gas que orbita más cerca orbita más rápidamente, por lo que la emisión varía en escalas de tiempo del orden de minutos a horas, no los días o semanas que tarda la materia en orbitar M87*. Compare Chi-Kwan Chan, un astrónomo EHT de la Universidad de Arizona, el desafío Para tomar una foto de un cachorro persiguiendo su cola. No es de extrañar entonces que tomó cinco años obtener una imagen.

Figura 1: Esta es la imagen tan esperada de Sgr A* creada por el Event Horizon Telescope. Los fotones de la materia cercana al agujero negro aparecen como un anillo circular, con la sombra prominente. Se pueden ver tres nudos brillantes, que pueden ser el resultado de fuertes áreas magnéticas o pueden ser causados ​​por artefactos. Crédito de la imagen: Event Horizon Telescope Collaboration.

¡Que foto! Al igual que con M87*, las observaciones del EHT de Sgr A* muestran un pastel circular que traza la proyección de la bola fotónica del agujero negro. (Dada la diversidad de Sgr A*, este es en realidad el tiempo promedio de lo que han visto los telescopios). Sin embargo, existen algunas diferencias. Por ejemplo, la imagen M87* muestra una asimetría causada por la rotación del agujero negro y un fenómeno llamado Realce Doppler, pero la imagen de Sgr A* parece incluir tres nodos brillantes. Estos pueden ser reales, espere algunos puntos brillantes debido a las diferencias en la fuerza del campo magnético, pero también pueden ser meros artefactos de observación debido a la ubicación de los telescopios que componen el EHT y los métodos de procesamiento de imágenes utilizados.

La imagen por sí sola es hermosa, pero el equipo de EHT pudo recopilar mucha información de sus datos. Introdujeron nuevas restricciones en su masa, situándola en 4 millones de masas solares. Sus modelos también mostraron que el eje de giro del agujero negro está orientado cerca de nosotros, lo cual es sorprendente, y que gira, lo que no es sorprendente: esperamos que todos los agujeros negros giren al menos un poco, lo que puede complicar el proceso. modelos pero Da un montón de información interesante.. Desafortunadamente, el equipo no pudo modelar de manera ideal la diversidad de la curva de luz de Sgr A*. Esto podría deberse a una serie de factores: variaciones lentas y a largo plazo, complicaciones en la estructura del campo magnético o simplemente suposiciones incorrectas sobre la física utilizada en los modelos.

¿Qué vendrá después? Bueno, la colaboración contiene datos de otras tres observaciones y estadísticas, junto con las observaciones restantes no publicadas de 2017. Agregar más telescopios debería permitir obtener mejores imágenes, quizás acompañadas de «películas» que muestren el cambio de las emisiones de los agujeros negros en el transcurso de diferentes tiempos. períodos. Quizás obtengamos más información sobre el nodo que rodea a Sgr A*, o quizás veamos algo inesperado al respecto o M87*, o uno de los muchos otros objetivos de EHT. De todos modos, sin embargo, los resultados del Event Horizon Telescope son asombrosamente impresionantes, un testimonio de la fuerza de la colaboración científica internacional.

Crédito de la imagen destacada: Event Horizon Telescope Collaboration

Astrobite Editado por Sahil Hegde

Acerca de Graham Doskoch

Soy un estudiante de posgrado en la Universidad de West Virginia, buscando un doctorado en radioastronomía. Mi investigación se centra en los púlsares y los esfuerzos para usarlos para detectar ondas gravitacionales como parte de conjuntos de sincronización de púlsares como NANOGrav e IPTA. Me encanta hacer footing, hacer senderismo, leer y disfrutar de la naturaleza.