Una nueva imagen revela cómo luce el anillo de fotones de un agujero negro

Los investigadores revelan el anillo de fotones de un agujero negro en una vívida confirmación de la predicción teórica. (Crédito de la imagen: Avery E. Broderick et al 2022 ApJ 935 61).

Hasta la fecha contamos con dos imágenes de agujeros negros, una del centro de nuestra propia galaxia y otro de una galaxia distante denominada M87. Cuando se logró la hazaña de capturar la primera imagen histórica de un agujero negro en 2019 -que mostraba un núcleo oscuro rodeado por un aura ardiente de material que caía hacia él-, los científicos pensaron que había mucho más detrás de esto, conocimientos aún más ricos esperando a ser extraídos de los datos.

Y tenían mucha razón. Ahora, un equipo de investigadores utilizó sofisticados algoritmos de imagen para «remasterizar» las imágenes originales del agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), logrando desvelar un delgado y brillante anillo de luz creado por los fotones lanzados alrededor de la parte posterior del agujero negro por su intensa gravedad.

Dicho de otra forma, en la imagen de 2019 los científicos han distinguido un nítido anillo de luz creado por los fotones que azotan la parte posterior de un agujero negro supermasivo. Esto era algo que las simulaciones lo preveían, lo que significa que se trata de una vívida confirmación de la predicción teórica.

Fue justo como las predicciones lo indicaban, un delgado y brillante anillo de luz oculto tras el resplandor anaranjado y difuso. Se creía que estos fotones son lanzados alrededor de la parte posterior del agujero negro por su intensa gravedad, pues gracias a un nuevo algoritmo ya podemos decir que efectivamente sucede así.

«Apagamos el reflector para ver las luciérnagas», dijo en un comunicado el astrofísico Avery Broderick, miembro asociado de la facultad del Instituto Perimeter y la Universidad de Waterloo. «Hemos sido capaces de hacer algo profundo: resolver una firma fundamental de la gravedad alrededor de un agujero negro».

Para lograrlo, el equipo empleó un nuevo algoritmo de imágenes dentro del marco de análisis del Telescopio de Horizontes de Sucesos (EHT) THEMIS. Esto permitió aislar y extraer la característica del anillo distintivo de las observaciones originales del agujero negro M87, así como para detectar la huella reveladora de un potente chorro que sale del agujero negro.

El resultado fue posible porque el EHT es un «instrumento computacional en su esencia», dijo Broderick, que ocupa la cátedra John Archibald Wheeler de la familia Delaney en Perimeter. «Depende tanto de los algoritmos como del acero. Los desarrollos algorítmicos más avanzados nos han permitido sondear las características clave de la imagen al mismo tiempo que se representa el resto en la resolución nativa del EHT».

Los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos residen en el corazón de la mayoría de las galaxias, pero no sabemos mucho de ellos. Especialmente cuando se trata de explicar sobre cómo alcanzan a ser tan masivos y qué pasará en su evolución futura. Como nada, ni siquiera la luz escapa del interior de un agujero negro, es difícil (muy difícil) aprender de estos colosales objetos. Estos nuevos hallazgos no solo confirman las predicciones teóricas del anillo de fotones, sino que también ofrecen nuevas formas de explorar estos objetos misteriosos.

Los hallazgos se publicaron recientemente en la revista The Astrophysical Journal.

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