Primera imagen de un agujero negro - Descubriendo la Física
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Primera imagen de un agujero negro

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Los agujeros negros se forman a partir de estrellas muy masivas, las que al agotar su combustible se apagan desplomándose sobre si mismas. De modo que, contrariamente a su nombre, los agujeros negros no están vacios sino que consisten en una gran cantidad de materia empaquetada muy densamente en un área pequeña del espacio. Esto les confiere una atracción gravitatoria inmensa, de foma tal que nada, ni siquiera la luz puede escapar de él. El límite de no retorno, la región del espacio más allá del cual es imposible escapar de los efectos gravitacionales del agujero negro, se denomina ´´horizonte de eventos´´.


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Se los clasifica en varios tipos dependiendo de su tamaño. Entre ellos se ha conjeturado la existencia de los llamados agujeros negros primordiales, formados en los orígenes del universo, y que aún no han sido detectados, los que podrían tener masas muy pequeñas. Otros son los estelares que poseen masas similares a la masa del Sol y radios de hasta centenares de kilómetros, o los supermasivos que poseen masas de millones o miles de millones de veces la masa del Sol y que se localizan en los centros de las galaxias, como el que fue registrado.

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La imagen obtenida corresponde a un agujero negro colosal cuya masa es equivalente aproximadamente a 6500 millones de masas solares, con un radio aproximado de 17 veces el radio solar, y que se encuentra en el centro de la galaxia Messier 87, en el cúmulo de galaxias de Virgo, a unos 53 millones de años luz de distancia de la Tierra.

Por tratarse de un objeto tan lejano hacía falta un telescopio del tamaño de la Tierra para obtener una imagen aumentada y de buena calidad. Esto es precisamente lo que consiguió el consorcio internacional que agrupa a más de 200 científicos, denominado telescopio "horizonte de sucesos" (EHT por sus siglas en inglés). A partir de la asociación de 8 radio-telescopios, distribuidos en distintos puntos de la Tierra (incluyendo uno en el Polo Sur), y por efecto de la distancia entre ellos, este conjunto puede simular un único telescopio con una abertura (D) del orden del diámetro terrestre (D=12740 Kms). Esos radio-telescopios operan en la región de longitud de onda milimétrica y sub-milimétrica (entre 0.3 y 9.6 mm).

Podemos emplear la sencilla fórmula de la óptica ondulatoria para determinar la resolución angular de una lente convergente de un dado diámetro D (apertura). La resolución está dada por el cociente entre D y la longitud de onda, lambda, de la luz detectada. En este caso D=12740 Kms y lambda=1mm, con lo que se obtiene la resolución de ese arreglo coordinado de radio-telescopios. El resultado justifica la estimación de uno de los investigadores, de que ese arreglo es capaz de separar las imágenes, es decir distinguir una de otra, de dos naranjas en contacto sobre la superficie de la Luna, cuando son observadas desde la Tierra.

En abril de 2017 los telescopios se hicieron funcionar en forma sincronizada enfocando el centro de la galaxia M87, durante 5 dias. La luz emergente de las proximidades del horizonte de sucesos se detectó en el rango de longitudes de onda de 1 mm, es decir entre el infrarrojo y las microondas. Este conjunto de radiotelescopios se sincronizó para que funcionara entonces como una única antena parabólica, con una apertura de un tamaño equivalente al de la Tierra, logrando de esa forma la resolución necesaria, para conseguir una imagen nítida.

Después de recopilar durante dos años los datos tomados se pudo reconstruir por primera vez la imagen de un agujero negro. Esta imagen muestra un anillo de fuego muy brillante rodeando un agujero negro perfectamente circular. Este círculo marca precisamente el horizonte de sucesos más allá del cual nada escapa a la atracción gravitatoria. El anillo brillante se debe a la presencia de gas, que en las proximidades del agujero negro, es calentado a elevadísimas temperaturas antes de caer en el. Es posible verlo desde la Tierra debido a que la luz emitida resulta comparativamente más brillante que la producida por todo el conjunto de miles de millones estrellas de la galaxia.

Te acercamos también este video que simula el comportamiento de la materia en sus proximidades [[1]]

La imagen permitió comprobar que este horizonte de sucesos tiene forma circular, coincidiendo con las predicciones de la teoría general de la relatividad de Einstein, según la cual la forma de este horizonte debía ser circular y su tamaño proporcional a la masa del agujero negro.

En el centro de la Vía Láctea, a 26000 años luz de distancia de la Tierra, se encuentra otro agujero negro, Sagitario A*, que posee una masa equivalente a 4 millones de masas solares y un radio estimado de 12 millones de kilómetros. Según se anunció también se espera obtener la imagen de este agujero negro. Para ello es necesario superar ciertas dificultades técnicas en las que se está trabajando.


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