Primera imagen de un agujero negro expulsando un potente chorro

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Por primera vez, los astrónomos han visto cómo el gran chorro de plasma expulsado por un agujero negro supermasivo se conecta con el material que cae en el agujero negro.

Los astrónomos han revelado otra imagen del resplandor alrededor del agujero negro M87, esta vez hecha con nuevas observaciones.

Ru-Sen Lu (Observatorio Astronómico de Shanghái) y un equipo internacional utilizaron una red mundial de antenas parabólicas para mirar profundamente en el corazón de M87, siguiendo el chorro de plasma de 5,000 años luz de la galaxia hasta su origen. La red es diferente a la utilizada por el proyecto Event Horizon Telescope , aunque con cierta superposición (tanto en sitios como en personas).

El EHT observa a 1,3 mm, lo que permite a los astrónomos eludir la neblina de plasma que oculta el agujero negro y detectar el resplandor del material justo fuera de él. La propia gravedad del leviatán dobla este brillo en un anillo alrededor de donde se sienta, invisible . Pero la matriz no tenía suficientes telescopios para resolver tanto el anillo como el chorro en esta longitud de onda.

El nuevo trabajo sacrifica la región más interna para incluir el chorro. El equipo utilizó Global Millimeter VLBI Array, ALMA y el Telescopio de Groenlandia para estudiar M87 en una longitud de onda casi tres veces más larga, 3,5 mm . Los datos revelan un anillo grueso alrededor de una región central más oscura, que puede resultarle familiar. Mientras tanto, el chorro es un cilindro parabólico bastante hueco, cuyos bordes se conectan a regiones brillantes en el anillo, que es probablemente donde el material está alimentando el chorro desde el disco de materia acumulada.

La astrofísica de agujeros negros Sasha Tchekhovskoy (Universidad de Northwestern), que no participó en el trabajo dijo:

“Este es un resultado sorprendente que muestra cómo los chorros se conectan al disco de acreción”.

El anillo de 3,5 mm es aproximadamente un 50 % más grande que el de los datos de EHT. Esto se debe a que la región central está borrosa en esta longitud de onda, lo que borra los detalles. Más lejos del agujero negro, la niebla se diluye y emerge la estructura en forma de anillo. Esta misma diferencia de tamaño aparece en las simulaciones de Koushik Chatterjee (Harvard), Tchekhovskoy y otros sobre cómo aparecería la sombra de M87* en estas longitudes de onda.

Tanto los anillos de 3,5 mm como los de 1,3 mm probablemente involucran fotones provenientes del mismo material, dice Lu. No estaba claro si la emisión de 1,3 mm provenía del flujo de acreción interno o de la base del chorro. Pero dado lo que ven a 3,5 mm y cómo se compara con las simulaciones, el equipo cree que el material emisor es el disco de acreción. También hay signos de un viento que sopla y sale del flujo de entrada, creando un lío turbulento alrededor del agujero negro.

Junto con los bordes del avión, hay una tercera cresta en la imagen de radio: una espina que recorre el centro del avión. Los astrónomos han visto antes tales estructuras en escalas 10 veces más grandes. No está claro por qué existe la columna vertebral; podría deberse a que el núcleo del chorro viaja más rápido que la cubierta, o debido a cambios en la densidad del flujo, la energía o los campos magnéticos, dice Lu.

Las simulaciones no incluyen una cresta central, porque nuestros modelos actuales no saben qué brilla dentro de los chorros y, por lo tanto, eliminan cualquier emisión del interior del chorro, dice Tchekhovskoy. La incorporación de observaciones de crestas en los cálculos nos ayudará a comprender cómo las partículas se aceleran hasta alcanzar las enormes energías que alcanzan en los chorros, agrega.

A continuación, encontrará un video que resume el resultado.

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