Los telescopios James Webb y el Telescopio del Horizonte de Sucesos llegarán al agujero negro supermasivo de la Vía Láctea
Es el momento de estudiar el agujero negro supermasivo en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Para ello, es necesario que, metafóricamente, todas las estrellas se alineen.
Los astrónomos lo llamarían “Sudoku de programación”
y ocurre todos los días en un programa de observación de la colaboración del
Telescopio de Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés), que pronto
contará con un nuevo participante: el telescopio espacial James Webb de la
NASA. Durante la primera lista de observaciones de Webb, los astrónomos
utilizarán sus poderosas imágenes infrarrojas para abordar algunos de los retos
únicos y persistentes que presenta el agujero negro de la Vía Láctea, llamado
Sagitario A * (Sgr A *; el asterisco se pronuncia como “estrella”).
En 2017, el EHT utilizó el beneficio de combinar
ocho instalaciones de radiotelescopios en todo el planeta para capturar la
primera vista histórica de la región que rodea inmediatamente a un agujero
negro supermasivo, en la galaxia M87. Sgr A * está más cerca, pero es más tenue
que el agujero negro de M87, y las llamaradas parpadeantes únicas en el
material que lo rodea alteran el patrón de luz cada hora, suponiendo esto un
reto para los astrónomos.
“El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia es
el único que se conoce que tiene este tipo de destellos, lo que ha dificultado
mucho la captura de una imagen de la región, pero también hace que Sagitario A
* sea aún más interesante científicamente”, dijo el astrónomo Farhad
Yusef-Zadeh, profesor de la Northwestern University e investigador principal
del programa Webb para observar Sgr A *.
Las llamaradas se deben a la aceleración temporal
(pero intensa) de las partículas que están alrededor del agujero negro, a
energías mucho más altas, con la correspondiente emisión de luz. Una gran
ventaja de observar Sgr A * con Webb es la capacidad de capturar datos en dos
longitudes de onda infrarrojas (F210M y F480M) de forma simultánea y continua,
desde la futura ubicación del telescopio más allá de la Luna. Webb tendrá una
vista ininterrumpida, observando ciclos de llamaradas y calmas, que el equipo
de EHT puede usar como referencia con sus propios datos, lo que dará como
resultado una imagen más limpia.
La fuente o mecanismo que causa los brotes de Sgr A
* es muy debatida. Las respuestas sobre cómo comienzan, alcanzan su punto
máximo y se disipan las llamaradas de Sgr A * podrían tener implicaciones de
gran alcance para el estudio futuro de los agujeros negros, así como para la
física de partículas y el plasma, e incluso para las llamaradas del Sol.
“Los agujeros negros son geniales”, dijo Sera
Markoff, astrónoma del equipo de investigación de Webb de Sgr A * y actualmente
vicepresidenta del Consejo Científico de EHT. “La razón por la que los
científicos y las agencias espaciales de todo el mundo se esfuerzan tanto en
estudiar los agujeros negros es porque son los entornos más extremos del
universo conocido, donde podemos poner nuestras teorías fundamentales, como la
de la relatividad general, en práctica”.
Los agujeros negros, predichos por Albert Einstein
como parte de su teoría general de la relatividad son, en cierto sentido, lo
opuesto a lo que su nombre implica: en lugar de ser un agujero vacío en el
espacio, los agujeros negros son las regiones de materia más densas y compactas
que se conocen. El campo gravitacional de un agujero negro es tan fuerte que
deforma la estructura del espacio a su alrededor, y cualquier material que se
acerque demasiado queda anclado allí para siempre, junto con cualquier luz que
emita el material. Por eso los agujeros negros parecen “negros”. Cualquier luz
detectada por los telescopios no proviene del agujero negro en sí, sino del
área que lo rodea. Los científicos llaman al último borde interior de esa luz
el horizonte de sucesos, que es de donde la colaboración EHT recibe su nombre.
La imagen de EHT de M87 fue la primera prueba visual
directa de que la predicción del agujero negro de Einstein era correcta. Los
agujeros negros continúan siendo un campo de pruebas para la teoría de
Einstein, y los científicos esperan que las observaciones de Sgr A * en
múltiples longitudes de onda cuidadosamente programadas por EHT, Webb, rayos X
y otros observatorios, reduzcan el margen de error en los cálculos de la
relatividad general, o quizás apuntan a nuevos reinos de la física que
actualmente no entendemos o desconocemos.
Por muy emocionante que pueda ser la perspectiva de
una nueva comprensión y/o una nueva física, tanto Markoff como Zadeh señalaron
que esto es solo el comienzo. “Es un proceso. Es probable que al principio
tengamos más preguntas que respuestas”, dijo Markoff. El equipo de
investigación de Sgr A * planea solicitar más tiempo con Webb en los próximos
años, para presenciar eventos de destellos adicionales y construir una base de
conocimientos, determinando patrones de destellos aparentemente aleatorios. El
conocimiento obtenido al estudiar Sgr A * se aplicará luego a otros agujeros
negros, para aprender qué es fundamental en su naturaleza frente a lo que hace
que un agujero negro sea único.
Así que el complejo Sudoku de programación
continuará en proceso durante algún tiempo, pero los astrónomos están de
acuerdo en que vale la pena el esfuerzo. “Es lo más noble que pueden hacer los
humanos, buscar la verdad”, dijo Zadeh. “Está en nuestra naturaleza. Queremos
saber cómo funciona el universo, porque somos parte del universo. Los agujeros
negros podrían dar pistas sobre algunas de estas grandes preguntas”.
El telescopio Webb de la NASA servirá como el
principal observatorio de ciencia espacial durante la próxima década y
explorará cada fase de la historia cósmica, desde dentro de nuestro sistema
solar hasta las galaxias observables más distantes del universo temprano y todo
lo que se encuentre en el medio. Webb revelará descubrimientos nuevos e
inesperados y ayudará a la humanidad a comprender los orígenes del universo y
nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con
sus colaboradores, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial
Canadiense.
Por Leah Ramsey
Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial,
Baltimore, Maryland
Comentarios
Publicar un comentario