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La sombra de M87* se tambalea, y eso sorprende a los científicos

La sombra de M87* se tambalea, y eso sorprende a los científicos
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José Manuel NievesJosé Manuel Nieves

En abril del año pasado, el mundo quedó atónito al contemplar la primera imagen de un agujero adverso de la historia. O, más concretamente, la silueta de su ominosa sombra rodeada por un brillante anillo de materia incandescente y anaranjada. El «monstruo», a 55 millones de abriles luz de la Tierra, era el agujero adverso supermasivo M87*, con una masa equivalente a la de 7.000 millones de soles y situado en el centro de una galaxia de idéntico nombre. La correr científica se consiguió tras largos abriles de esfuerzos de centenares de investigadores de la colaboración internacional que opera el Event Horizon Telescope (EHT), un telescopio «aparente» casi del tamaño de la Tierra formado por una red de potentes radiotelescopios repartidos en varios continentes.

Ahora, el examen de datos no publicados de observaciones de M87* realizadas entre 2009 y 2013 por los científicos del EHT ha revelado que la sombra del colosal agujero adverso está «tambaleándose», y ha girado de forma significativa durante los diez últimos abriles. Los resultados completos de este trabajo se acaban de imprimir en The Astrophysical Journal.

«El EHT -explica Macek Wielgus, astrónomo del Centro de Astrofísica Harvard Smithsonian y primer firmante del artículo- puede detectar cambios en la morfología de M87* en escalas de tiempo tan cortas como unos pocos días, aunque su geometría universal debería ser constante en escalas de tiempo más largas. En 2019 pudimos contemplar por primera vez la sombra de un agujero adverso, pero solo vimos imágenes tomadas en una ventana temporal de una semana de observación de 2017, que es demasiado poco para apreciar demasiados cambios».

Por eso, la combinación de datos anteriores, recabados entre 2009 y 2013, con los publicados en 2019 reveló que, en rasgos generales, la forma de la sombra del agujero adverso se ha mantenido constante y su diámetro sigue estando de acuerdo con lo previsto por la relatividad universal de Einstein para un agujero adverso de casi 7.000 millones de masas solares. Lo cual es una confirmación importante de las teorías vigentes y nos da «más confianza que nunca sobre la naturaleza de M87* y el origen de la sombra».

La animación muestra un año completo de evolución de M87* según las simulaciones informáticas
La animación muestra un año completo de progreso de M87* según las simulaciones informáticas – G. Wong, B. Prather, cap. Gammie, M. Wielgus/colaboración EHT

Una sorpresa inesperada

Los datos, sin retención, incluso revelan que el colosal agujero adverso ocultaba una sorpresa: el brillante anillo que paseo a su rodeando se tambalea, y eso es una gran mensaje para los investigadores. Por primera vez, en impresión, podrá estudiarse la estructura dinámica del flujo de acreción del agujero adverso. Y es precisamente esa región la que tiene la secreto para comprender por qué muchos agujeros negros lanzan por sus polos grandes chorros de energía casi a la velocidad de la luz.

Esos chorros de partículas a toda velocidad resultan a su vez de esencial importancia para comprender cómo se relaciona el agujero adverso con su galaxia anfitriona. Pero volvamos al brillante anillo de acreción.

El gas que se acerca y cae cerca de un agujero adverso se calienta hasta alcanzar una temperatura de miles de millones de grados, se ioniza y se vuelve turbulendo conveniente a la presencia de fuertes campos magnéticos. Y esa turbulencia es la que, precisamente, hace que la apariencia del agujero adverso varíe con el tiempo. «Conveniente a que el flujo de materia que cae sobre un agujero adverso es turbulento -indica Wielgus- vemos que el anillo se tambalea con el tiempo». Y eso desafía algunos de los modelos teóricos de cómo se produce y evoluciona la acreción.

«Hemos gastado mucha variación allí -prosigue Wielgus- y no todos los modelos teóricos de flujo de acreción permiten tanta variabilidad. A medida que obtengamos más mediciones en el futuro, seremos capaces de imponer restricciones a los modelos con confianza y descartar algunas de ellas».

Los artículos de la gravitación extrema

La investigación, pues resulta del mayor interés, ya que el flujo de acreción contiene materia que se acerca lo suficiente al agujero adverso como para permitir a los científicos observar los artículos de una gravitación extrema y, en algunas circunstancias, poner a prueba las predicciones de la relatividad universal. Poco que los investigadores han hecho en este estudio.

Seguir recopilando datos sobre la estructura variable del brillante anillo que rodea a M87* es poco que mantendrá ocupados a los científicos del EHT durante los próximos abriles. En la presente, en impresión, ya están trabajando con los datos de 2018 y preparando nuevas observaciones para 2021 para conseguir, tras la aditamento de más radiotelescopios a la red, una panorámica aún más detallada de la sombra del agujero adverso y su brillante anillo de materia incandescente.

Para Wielgus, el examen continuado que permiten las observaciones pasadas y las que se llevarán a sitio en el futuro «conducirá a una mejor comprensión de las propiedades dinámicas de M87* y de los agujeros negros en universal».

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