Una nueva imagen de la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) ha descubierto campos magnéticos fuertes y organizados que salen en espiral del borde del agujero negro supermasivo Sagitario A (Sgr A). Vista por primera vez en luz polarizada, esta nueva visión del monstruo que acecha en el corazón de la Vía Láctea ha revelado una estructura de campo magnético sorprendentemente similar a la del agujero negro del centro de la galaxia M87, lo que sugiere que los campos magnéticos intensos pueden ser comunes a todos los agujeros negros. Esta similitud también apunta a la existencia de un chorro oculto en Sgr A. Los resultados se publican en The Astrophysical Journal Letters.
En 2022, los científicos del EHT desvelaron la primera imagen de Sgr A -que se encuentra a unos 27.000 años luz de la Tierra-, revelando que el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea tiene un aspecto extraordinariamente similar al de M87, a pesar de ser más de mil veces más pequeño y menos masivo.
Esto llevó a los científicos a preguntarse si ambos tenían rasgos comunes, aparte de su aspecto. Para averiguarlo, el equipo decidió estudiar Sgr A en luz polarizada. Estudios anteriores de la luz alrededor de M87 habían demostrado que los campos magnéticos que rodean al gigantesco agujero negro le permitían lanzar potentes chorros de material hacia el entorno circundante. A partir de este trabajo, las nuevas imágenes revelan que lo mismo puede ocurrir con Sgr A.
La obtención de imágenes de agujeros negros, especialmente de Sgr A, en luz polarizada no es fácil, porque el gas ionizado, o plasma, en las proximidades del agujero negro lo orbita en sólo unos minutos. Dado que las partículas del plasma se arremolinan alrededor de las líneas de campo magnético, las estructuras del campo magnético cambian rápidamente durante el registro de las ondas de radio por el EHT. Para captar la imagen del agujero negro supermasivo fueron necesarios sofisticados instrumentos y técnicas.
Lo explica el profesor Luciano Rezzolla, astrofísico teórico de la Universidad Goethe de Fráncfort: Las ondas de radio polarizadas están influidas por los campos magnéticos y estudiando el grado de polarización de la luz observada podemos saber cómo están distribuidos los campos magnéticos del agujero negro. Sin embargo, a diferencia de una imagen estándar, que sólo necesita información sobre la intensidad de la luz, crear un mapa de polarización como el que acabamos de publicar es considerablemente más difícil. De hecho, nuestra imagen polarizada de Sgr A es el resultado de una cuidadosa comparación entre las mediciones reales y los cientos de miles de imágenes posibles que podemos producir mediante simulaciones avanzadas en superordenadores. Al igual que la primera imagen de Sgr A, estas imágenes polarizadas representan una media de todas las mediciones.
Geoffrey Bower, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taiwán y compañero de Rezzolla en el proyecto, añade: Hacer una imagen polarizada es como abrir el libro después de haber visto sólo la portada. Dado que Sgr A se mueve mientras intentamos tomar su imagen, fue difícil construir incluso la imagen no polarizada, y añade que la primera imagen fue un promedio de múltiples imágenes debido al movimiento de Sgr A. Nos sentimos aliviados de que la imagen polarizada fuera siquiera posible. Algunos modelos eran demasiado revueltos y turbulentos para construir una imagen polarizada, pero la naturaleza no fue tan cruel.
Al obtener imágenes de la luz polarizada del gas caliente incandescente cerca de los agujeros negros, estamos deduciendo directamente la estructura y la fuerza de los campos magnéticos que enhebran el flujo de gas y materia que el agujero negro alimenta y expulsa, afirma Angelo Ricarte, becario de la Harvard Black Hole Initiative y codirector del proyecto. La luz polarizada nos enseña mucho más sobre la astrofísica, las propiedades del gas y los mecanismos que tienen lugar cuando un agujero negro se alimenta.
Sara Issaoun, becaria Einstein del Programa de Becas Hubble de la NASA en el Centro de Astrofísica, Harvard & Smithsonian y codirectora del proyecto, afirma que además de que Sgr A tiene una estructura de polarización sorprendentemente similar a la observada en el agujero negro M87, mucho más grande y potente, hemos aprendido que los campos magnéticos fuertes y ordenados son fundamentales para la forma en que los agujeros negros interactúan con el gas y la materia que los rodea.
Mariafelicia De Laurentis, científica adjunta del proyecto EHT y profesora de la Universidad de Nápoles Federico II (Italia), también destaca la importancia de la similitud entre las estructuras de los campos magnéticos de M87 y Sgr A, lo que sugiere la existencia de procesos universales que rigen la alimentación de los agujeros negros y el lanzamiento de chorros a pesar de las diferencias en sus propiedades. Este hallazgo mejora los modelos teóricos y las simulaciones, perfeccionando nuestra comprensión de la dinámica de los agujeros negros cerca del horizonte de sucesos.
Fuentes
Goethe University Frankfurt | European Southern Observatory | Kazunori Akiyama, Antxon Alberdi, et al., First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring. The Astrophysical Journal Letters, 964 L25. DOI 10.3847/2041-8213/ad2df0
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