EHT, el radiotelescopio que nos permitirá ver Sgr A*, el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

Dibujo20130127 sgrAstar - supermassive black hole - milky way

EHT (Event Horizon Telescope) es un radiotelescopio “virtual” del tamaño de la Tierra gracias a la interferometría de muy larga base (VLBI). Se observa un objeto celeste de forma simultánea con un conjunto de radiotelescopios situados en lugares muy distantes entre sí. La radiación de ese objeto es recibida en instantes diferentes en cada radiotelescopio, según su posición sobre la Tierra, formándose un patrón de franjas de interferencia que permite reconstruir la imagen como si se tratase de un único radiotelescopio. Se espera que EHT “fotografíe” el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea, llamado SgrA*, dentro de unos cinco años. SgrA* fue postulado en 1971 y la primera prueba astrofísica de su existencia se obtuvo en 1974; gracias al movimiento de las estrellas que se encuentran cerca de SgrA* se ha podido determinar su masa, unos cuatro millones de masas solares, que está concentrada en una región con una radio menor de 45 UA (la unidad astronómica es la distancia media entre la Tierra y el Sol); por comparar, el afelio de Plutón está a 49 UA (el punto más alejado del Sol). Esta semana se ha celebrado en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona una conferencia sobre EHT (18-20 de enero). Las transparencias de las charlas están disponibles en la web. Más información en Evan Ackerman, “Earth-sized radio telescope to take first pic of black hole,” DVice, Jan 24, 2013 (visto gracias a Iván García Cubero @Wis_Alien).

Dibujo20130127 EHT radiotelescopes - event horizon telescope

Las observaciones astronómicas actuales indican que SgrA* tiene un tamaño menor de 4 veces su radio de Schwarzschild, pero no nos permiten llegar más lejos. Se espera que dentro de cinco años, gracias a EHT, se logre observar una región con un radio similar al radio de Schwarzschild alrededor de SgrA*. Hasta entonces, la información más jugosa sobre los discos de acreción en agujeros negros supermasivos se está obteniendo gracias al chorro de M87 (para algunos la “Piedra Rosetta” de la astrofísica de agujeros negros). Gracias a la técnica VLBI con resolución submilimétrica se ha podido observar el chorro a una distancia de solo 3 radios de Schwarzschild en la frecuencia de 345 GHz (nos lo resume Nakamura).

Dibujo20130127 EHT radiotelescopes - theoretical image for sgrAstar

Dibujo20130127 EHT radiotelescopes - theory for hot cold disk

La imagen de SgrA* que observará EHT dependerá mucho de sus propiedades. Los modelos teóricos nos están ofreciendo un gran número de alternativas. Por ejemplo, aún no sabemos si está rotando o no, aunque la hipótesis más razonable es que debe estar en rotación, pero no se sabe a qué velocidad. Estas imégenes obtenidas con simulaciones numéricas (más en la charla de Broderick) muestran algunas de las posibles imágenes de SgrA* (por ejemplo, arriba, la imagen para velocidades de rotación bajas, medias y altas).

Dibujo20130127 images with and without jets from sgrAstar

Las emisiones de radio de SgrA* deben estar dominadas por la existencia de un chorro (parte de la materia en caída hacia el horizonte de sucesos sale eyectada transversalmente antes de atravesar el horizonte). Nuestro agujero negro supermasivo no está activo, pero de vez en cuando cae materia en su interior (como la nube caerá en el verano de 2013, como nos recuerda Gillessen), luego debe tener un chorro, aunque débil y fragmentado. Se espera que EHT pueda observar dicho chorro en el entorno del horizonte de sucesos, aunque no promete ser tarea fácil (nos lo cuentan Falcke y también McKinney).

En resumen, el radiotelescopio más grande que se puede construir en la Tierra, un radiotelescopio del tamaño de la Tierra, nos permitirá observar el entorno del agujero negro supermasivo más cercano. Para interpretar las observaciones se están realizando simulaciones numéricas que muestran todos los resultados posibles. Pero como ocurre muchas veces, quizás haya sorpresas y la Naturaleza sea más sutil de lo predecible. 

4 pensamientos en “EHT, el radiotelescopio que nos permitirá ver Sgr A*, el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

  1. Creo que es un poco confusa la frase ” La radiación de ese objeto es recibida en instantes diferentes en cada radiotelescopio, según su posición sobre la Tierra, formándose un patrón de franjas de interferencia que permite reconstruir la imagen como si se tratase de un único radiotelescopio.” a mi me da la idea de que las señales se hacen interaccionar en tiempo real, cuando lo que se hace es almacenar la información con una marca temporal precisa, de forma que después se puede reconstruir el frente de onda completo con los datos obtenidos de todos los telescopios y la información de fase proporcionada, correlando las distintas señales.

    Interesantísimo como siempre.

  2. dos cuestiónes:
    1)queda la materia oscura capturado por los agujeros negros?
    2) es factible construir un radiotelescopio mayor usando satélites o la luna?
    saludos y gracias por está sensacional página

    • 1) La materia oscura interacciona gravitatoriamente, así que perfectamente puede ser capturada por los agujeros negros
      2a) Se pueden utilizar satélites para aumentar la longitud de la línea de base. De hecho, existe el programa de VLBI espacial (Space-VLBI), con proyectos que han dado muchos frutos como VSOP japonés (VLBI Space Observatory Program). hasta hace un tiempo estaba en marcha el proyecto VSOP-2, que pretendía utilizar frecuencias más altas (hasta 43 GHz, lo que ya es una buena marca para una antena en el espacio!) lo que implica también mayor resolución y era la primera alternativa para alcanzar las resoluciones del order del EHT, pero por cuestiones de financiación y de logística le proyecto acabó cancelado.
      2b)Un satélite en la luna sería más complicado, ya que necesitaría un mantenimiento mucho más complejo y las lineas de base serían tan largas en comparación con las terrestres (sin líneas de base intermedias) que la calibración de las franjas sería muy complicada. Sin embargo, ¿quién sabe? ¡Quizás sea el próximo proyecto post-EHT!

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