gov-civil-vilareal.pt¿Qué es lo último que verías al caer en un agujero negro?
>En abril de 2019, los astrónomos lanzaron un increíble imagen de un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 . Era la imagen de un agujero negro de mayor resolución jamás tomada, y mostraba un anillo difuso de material inquietantemente brillante con una mancha oscura en el centro. Ese no era el agujero negro en sí, pero en cierto sentido su sombra ; el mayor volumen de espacio a su alrededor donde ninguna órbita es estable, e incluso la luz misma finalmente cae en el pozo infinitamente profundo.
La primera imagen de la 'sombra' de un agujero negro supermasivo. Esto muestra la región alrededor de un agujero negro con una masa 6.5 mil millones de veces la del Sol, ubicado a 55 millones de años luz de la Tierra en el núcleo de la galaxia M87. Crédito: NSF
Tan genial como es esa imagen, es borrosa por dos razones. Uno es que a pesar de el telescopio Event Horizon (como se llama la matriz que hizo las observaciones) combinando los poderes de los telescopios literalmente en todo el mundo, la resolución no es lo suficientemente alta para ver muchos detalles, desde 55 millón a años luz de distancia, incluso un gran agujero negro parece bastante pequeño. La otra es que los tiempos de exposición fueron largos, por lo que cualquier característica como gotas de gas girando alrededor del agujero negro se volvió borrosa.
¿Qué haría un mucho ¿Cómo se ve una instantánea de mayor resolución de ese agujero negro?
Un equipo de astrónomos y físicos decidió abordar este problema . Usando las ecuaciones de Einstein para la relatividad general, que gobiernan cómo se comportan el espacio y la luz cerca de un agujero negro, crearon una serie de imágenes para investigar cómo se vería desde la distancia.
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Los resultados son muy buenos :
Una simulación de cómo se vería el agujero negro en el centro de la galaxia M87 cuando dobla la luz a su alrededor. Abajo: instantáneas de la luz alrededor del agujero negro en diferentes momentos. Arriba: una combinación de todas las instantáneas sumadas, que muestra lo que vio el Event Horizon Telescope en la imagen histórica de 2019. Crédito: Adaptado de Johnson y col.
¡Vaya! ¿Qué significa esto?
La fila inferior de imágenes son tres instantáneas separadas hechas usando su simulación con las propiedades físicas del agujero negro imitando las del agujero negro real. Por ejemplo, utilizaron una masa de 6.200 millones de masas solares, un ángulo de visión que coincide con el nuestro con M87 y la cantidad de material que gira a su alrededor en un disco plano llamado disco de acreción (calculado utilizando observaciones infrarrojas de ese material). La escala es increíblemente pequeña; 50 μas = 50 microsegundos de arco, donde un segundo de arco es aproximadamente del tamaño de un cuarto de dólar estadounidense a más de 5 kilómetros de distancia. Así que esto es literalmente como ver un bacteria en ese trimestre.
La imagen superior muestra una combinación de varias instantáneas para mostrar lo que habría visto el telescopio Event Horizon en su exposición más larga si tuviera una resolución infinita. Obtienes un anillo brillante, ligeramente asimétrico, del que sale algo de luz tanto por dentro como por fuera, y ese enorme vacío negro en el centro.
Entonces, ¿qué significa esto?
¿Sería posible obtener una imagen real de un agujero negro que se pareciera más a esta simulación? ¡Actualmente, si! Una forma sería lanzar radiotelescopios al espacio, expandiendo la línea de base de la matriz. Cuanto más lejos estén sus telescopios, mayor será la resolución. El problema con esto es que los radiotelescopios deben ser grandes, decenas de metros de diámetro en general, si no más, y llevar algo de ese tamaño al espacio no es fácil. Sin embargo, me pregunto si en las próximas décadas seremos capaces de hacer eso. Tal vez incluso construyendo algunos en la Luna, descansando en cráteres de tamaño similar que los anidan para lograr estabilidad ... Si pudiéramos, obtendríamos imágenes que rivalizan con el resultado de este cálculo.
Hasta entonces, sin embargo, podemos trabajar con lo que tenemos, y eso sigue siendo bastante bueno. Estamos aprendiendo mucho sobre lo que verías si cayeras en un agujero negro. No lo verías por largo - te estarías moviendo cerca de la velocidad de la luz a medida que te acercaras - y probablemente estarías ocupado siendo destrozado por la gravedad y las mareas y frito por la radiación de alta energía de todos modos. Pero aún así, genial.
