Presentan primera imagen jamás tomada de un agujero negro

10/04/2019

283 10 minutos de lectura

Usando el telescopio Event Horizon, los científicos obtienen la primera imagen de un agujero negro.

El Event Horizon Telescope (EHT), un conjunto a escala planetaria de ocho radiotelescopios terrestres forjados a través de la colaboración internacional, fue diseñado para capturar imágenes de un agujero negro.

Hoy, en conferencias de prensa coordinadas en todo el mundo, los investigadores de EHT anunciaron que han tenido éxito revelando la primera evidencia visual directa de un agujero negro supermasivo y su sombra.

Este avance se anunció en una serie de seis artículos publicados en un número especial de The Astrophysical Journal Letters. La imagen revela el agujero negro en el centro de Messier 87, una galaxia masiva en el cúmulo de galaxias Virgo. Este agujero negro reside a 55 millones de años luz de la Tierra y tiene una masa de 6.500 millones de veces la del Sol.

"Este es un gran día para la astrofísica", anunció France Córdova, Directora de NSF. "Estamos viendo lo invisible. Los agujeros negros han despertado la imaginación durante décadas. Tienen propiedades exóticas y son misteriosos para nosotros. Sin embargo, con más observaciones como esta, están revelando sus secretos. Por eso existe la NSF. Permitimos que los científicos e ingenieros iluminen lo desconocido, para revelar la majestuosidad sutil y compleja de nuestro universo ".

El EHT conecta telescopios de todo el mundo para formar un telescopio virtual del tamaño de la Tierra con una sensibilidad y resolución sin precedentes. El EHT es el resultado de años de colaboración internacional y ofrece a los científicos una nueva forma de estudiar los objetos más extremos del Universo, predichos por la relatividad general de Einstein durante el centenario del experimento histórico que confirmó la teoría por primera vez.

Dimitrios Psaltis, Universidad de Arizona en Tucson, científico del proyecto EHT:
El tamaño y la forma de la sombra coinciden con las predicciones precisas de la teoría general de la relatividad de Einstein, aumentando nuestra confianza en esta teoría de un siglo de antigüedad. La creación de imágenes de un agujero negro es solo el comienzo de nuestro esfuerzo por desarrollar nuevas herramientas que nos permitan interpretar Los datos masivamente complejos que nos da la naturaleza.

"Hemos tomado la primera fotografía de un agujero negro", dijo el director de proyectos de EHT, Sheperd S. Doeleman, del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian. "Esta es una hazaña científica extraordinaria realizada por un equipo de más de 200 investigadores".La NSF desempeñó un papel fundamental en este descubrimiento al financiar investigadores individuales, equipos científicos interdisciplinarios e instalaciones de investigación de radioastronomía desde el inicio de EHT. En las últimas dos décadas, NSF ha financiado directamente más de $ 28 millones en investigación de EHT, el mayor compromiso de recursos para el proyecto.Los agujeros negros son objetos cósmicos extraordinarios con masas enormes pero tamaños extremadamente compactos. La presencia de estos objetos afecta su entorno de manera extrema, deformando el espacio-tiempo y sobrecalentando cualquier material circundante."Si está inmerso en una región brillante, como un disco de gas incandescente, esperamos que un agujero negro cree una región oscura similar a una sombra, algo predicho por la relatividad general de Einstein que nunca hemos visto antes", explicó el presidente de la Consejo Científico de EHT Heino Falcke de la Universidad de Radboud, Países Bajos. "Esta sombra, causada por la curvatura gravitacional y la captura de luz por el horizonte de eventos, revela mucho sobre la naturaleza de estos objetos fascinantes y nos permitió medir la enorme masa del agujero negro de M87".Múltiples métodos de calibración e imagen han revelado una estructura en forma de anillo con una región central oscura, la sombra del agujero negro, que persistió durante múltiples observaciones independientes de EHT."Una vez que estuvimos seguros de que habíamos fotografiado la sombra, podríamos comparar nuestras observaciones con los modelos informáticos extensos que incluyen la física del espacio combado, la materia sobrecalentada y los fuertes campos magnéticos. Muchas de las características de la imagen observada coinciden con nuestra comprensión teórica sorprendentemente bien, "comenta Paul TP Ho, miembro de la Junta de EHT y Director del Observatorio de Asia Oriental. "Esto nos hace confiar en la interpretación de nuestras observaciones, incluida nuestra estimación de la masa del agujero negro".Crear el EHT fue un desafío formidable que requirió la actualización y la conexión de una red mundial de ocho telescopios preexistentes desplegados en una variedad de sitios desafiantes de gran altitud. Estas ubicaciones incluían volcanes en Hawai y México, montañas en Arizona y la Sierra Nevada española, el Desierto de Atacama de Chile y la Antártida.Las observaciones EHT utilizan una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga (VLBI). que sincroniza las instalaciones de los telescopios de todo el mundo y explota la rotación de nuestro planeta para formar un enorme telescopio del tamaño de la Tierra que se observa a una longitud de onda de 1,3 mm. VLBI permite que el EHT logre una resolución angular de 20 microarcosegundos, suficiente para leer un periódico de Nueva York en un café de la acera de París.Los telescopios que contribuyeron a este resultado fueron <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?https://www.almaobservatory.org/en/home/" target="_blank">ALMA</a>, <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?https://www.eso.org/public/teles-instr/apex/" target="_blank">APEX</a>, el telescopio <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?http://www.iram-institute.org/EN/30-meter-telescope.php" target="_blank">IRAM</a> de 30 metros, el <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?https://www.eaobservatory.org/jcmt/" target="_blank">telescopio James Clerk Maxwell</a>, el gran <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?http://www.lmtgtm.org/?lang=en" target="_blank">telescopio milimétrico Alfonso Serrano</a>, la <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?https://www.cfa.harvard.edu/sma/" target="_blank">matriz Submillimeter</a>, el <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?http://aro.as.arizona.edu/" target="_blank">telescopio Submillimeter</a> y el <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?https://pole.uchicago.edu/" target="_blank">telescopio del Polo Sur</a>. Los petabytes de datos sin procesar de los telescopios se combinaron mediante supercomputadoras altamente especializadas organizadas por el <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?https://www.mpifr-bonn.mpg.de/" target="_blank">Instituto Max Planck de Radioastronomía</a> y el <a href="https://www.nsf.gov/cgi-bin/good-bye?https://www.haystack.mit.edu/" target="_blank">Observatorio Haystack MIT</a>.<table align="middle" style="width: 100%;" border="0"><tbody><tr><td>Colin Lonsdale, Director de MIT Haystack Observatory: "Lo que realmente hizo que esta meta científica fuera tan realista fue la tecnología provista por el mundo de la computación, que finalmente alcanzó y superó la costosa instrumentación hecha a la medida. Haystack adaptó las nuevas unidades de disco duro de alta capacidad disponibles y los chips de procesador rápidos y flexibles, y los diseñó en sistemas que podrían usarse para VLBI. Una vez que se produjo la transición clave, las generaciones sucesivas de los sistemas podrían aprovechar fácilmente los aumentos de rendimiento impulsados por la industria a lo largo del tiempo, y después de más de una década, las prodigiosas velocidades de grabación y procesamiento exigidas por el EHT y la creación de imágenes de agujeros negros se hicieron realidad. </td></tr></tbody></table>La construcción del EHT y las observaciones anunciadas hoy representan la culminación de décadas de trabajo observacional, técnico y teórico. Este ejemplo de trabajo en equipo global requirió una estrecha colaboración de investigadores de todo el mundo. Trece instituciones asociadas trabajaron juntas para crear el EHT, utilizando tanto la infraestructura preexistente como el apoyo de una variedad de agencias. La Fundación Nacional para la Ciencia de los EE. UU., El Consejo Europeo de Investigación de la UE (ERC) y los organismos de financiación en el este de Asia proporcionaron fondos clave.<table align="middle" style="width: 100%;" border="0"><tbody><tr><td>Tony Beasley, director del Observatorio Nacional de Radioastronomía de la NSF "A través de su liderazgo en ALMA y su apoyo a largo plazo para el EHT, NRAO una vez más ha ayudado a mejorar nuestra comprensión del cosmos y las leyes fundamentales de la física. Esta observación ilustra claramente el valor de la radioastronomía para el avance científico. La próxima generación de "Los radiotelescopios, incluido el VLA de próxima generación, producirán muchos más resultados innovadores". </td></tr></tbody></table>"Hemos logrado algo que se presumía imposible hace solo una generación", concluyó Doeleman. "Los avances en tecnología, las conexiones entre los mejores observatorios de radio del mundo y los algoritmos innovadores se unieron para abrir una ventana completamente nueva sobre los agujeros negros y el horizonte de eventos".  <iframe width="640" height="360" src="https://www.youtube.com/embed/PLZNocvXx4w" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture"> &lt;br&gt; &lt;br&gt; &lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p align=&quot;justify&quot;&gt;&lt;font size=&quot;3&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p align=&quot;justify&quot;&gt;&lt;font size=&quot;3&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p align=&quot;justify&quot;&gt;&lt;font size=&quot;3&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p align=&quot;justify&quot;&gt;&lt;font size=&quot;3&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p align=&quot;justify&quot;&gt;&lt;font size=&quot;3&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p align=&quot;justify&quot;&gt;&lt;font size=&quot;3&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;hr /&gt;&lt;p /&gt;&lt;p /&gt;&lt;p /&gt;&lt;p&gt;&lt;font face=&quot;Arial&quot; size=&quot;2&quot;&gt;Para obtener información adicional y recursos de medios, visite: &lt;a href=&quot;https://www.nsf.gov/news/special_reports/blackholes&quot; target=&quot;_blank&quot;&gt;NSF Exploring Black Holes&lt;/a&gt;.&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;br /&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;PAPERS:&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;Paper I: The Shadow of the Supermassive Black Hole&lt;br /&gt;Paper II: Array and Instrumentation&lt;br /&gt;Paper III: Data processing and Calibration&lt;br /&gt;Paper IV: Imaging the Central Supermassive Black Hole&lt;br /&gt;Paper V: Physical Origin of the Asymmetric Ring&lt;br /&gt;Paper VI: The Shadow and Mass of the Central Black Hole &lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;hr /&gt;&lt;p /&gt;&lt;p&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;La National Science Foundation (NSF) es una agencia federal independiente que apoya la investigación fundamental y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. En el año fiscal 2019, su presupuesto es de $ 8.1 mil millones. Los fondos de NSF llegan a los 50 estados a través de subvenciones a casi 2.000 colegios, universidades y otras instituciones. Cada año, NSF recibe más de 50.000 propuestas competitivas de financiamiento y concede aproximadamente 12.000 nuevos financiamientos.&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;&lt;/font&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;Sitios web útiles de NSF:&lt;br /&gt;Página de inicio de NSF: &lt;/font&gt;&lt;a href=&quot;https://www.nsf.gov&quot;&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;https://www.nsf.gov&lt;/font&gt;&lt;/a&gt;&lt;br /&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;Noticias de NSF: &lt;/font&gt;&lt;a href=&quot;https://www.nsf.gov/news/&quot;&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;https://www.nsf.gov/news/&lt;/font&gt;&lt;/a&gt;&lt;br /&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;Estadísticas de ciencia e ingeniería: &lt;/font&gt;&lt;a href=&quot;https://www.nsf.gov/statistics/&quot;&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;https://www.nsf.gov/statistics/&lt;/font&gt;&lt;/a&gt;&lt;br /&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;Búsquedas de premios: &lt;/font&gt;&lt;a href=&quot;https://www.nsf.gov/awardsearch/&quot;&gt;&lt;font face=&quot;arial,helvetica,sans-serif&quot; size=&quot;2&quot;&gt;https://www.nsf.gov/awardsearch/&lt;/font&gt;&lt;/a&gt;&lt;br /&gt;&lt;br /&gt;&lt;br /&gt;&lt;br&gt; &lt;/p&gt;&lt;br /&gt;&lt;br&gt; &lt;br&gt; &lt;/body&gt; &lt;/html&gt;

"Hemos tomado la primera fotografía de un agujero negro", dijo el director de proyectos de EHT, Sheperd S. Doeleman, del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian. "Esta es una hazaña científica extraordinaria realizada por un equipo de más de 200 investigadores".

La NSF desempeñó un papel fundamental en este descubrimiento al financiar investigadores individuales, equipos científicos interdisciplinarios e instalaciones de investigación de radioastronomía desde el inicio de EHT. En las últimas dos décadas, NSF ha financiado directamente más de $ 28 millones en investigación de EHT, el mayor compromiso de recursos para el proyecto.

Los agujeros negros son objetos cósmicos extraordinarios con masas enormes pero tamaños extremadamente compactos. La presencia de estos objetos afecta su entorno de manera extrema, deformando el espacio-tiempo y sobrecalentando cualquier material circundante.

"Si está inmerso en una región brillante, como un disco de gas incandescente, esperamos que un agujero negro cree una región oscura similar a una sombra, algo predicho por la relatividad general de Einstein que nunca hemos visto antes", explicó el presidente de la Consejo Científico de EHT Heino Falcke de la Universidad de Radboud, Países Bajos. "Esta sombra, causada por la curvatura gravitacional y la captura de luz por el horizonte de eventos, revela mucho sobre la naturaleza de estos objetos fascinantes y nos permitió medir la enorme masa del agujero negro de M87".

Múltiples métodos de calibración e imagen han revelado una estructura en forma de anillo con una región central oscura, la sombra del agujero negro, que persistió durante múltiples observaciones independientes de EHT.

"Una vez que estuvimos seguros de que habíamos fotografiado la sombra, podríamos comparar nuestras observaciones con los modelos informáticos extensos que incluyen la física del espacio combado, la materia sobrecalentada y los fuertes campos magnéticos. Muchas de las características de la imagen observada coinciden con nuestra comprensión teórica sorprendentemente bien, "comenta Paul TP Ho, miembro de la Junta de EHT y Director del Observatorio de Asia Oriental. "Esto nos hace confiar en la interpretación de nuestras observaciones, incluida nuestra estimación de la masa del agujero negro".

Crear el EHT fue un desafío formidable que requirió la actualización y la conexión de una red mundial de ocho telescopios preexistentes desplegados en una variedad de sitios desafiantes de gran altitud. Estas ubicaciones incluían volcanes en Hawai y México, montañas en Arizona y la Sierra Nevada española, el Desierto de Atacama de Chile y la Antártida.

Las observaciones EHT utilizan una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga (VLBI). que sincroniza las instalaciones de los telescopios de todo el mundo y explota la rotación de nuestro planeta para formar un enorme telescopio del tamaño de la Tierra que se observa a una longitud de onda de 1,3 mm. VLBI permite que el EHT logre una resolución angular de 20 microarcosegundos, suficiente para leer un periódico de Nueva York en un café de la acera de París.

Los telescopios que contribuyeron a este resultado fueron ALMA, APEX, el telescopio IRAM de 30 metros, el telescopio James Clerk Maxwell, el gran telescopio milimétrico Alfonso Serrano, la matriz Submillimeter, el telescopio Submillimeter y el telescopio del Polo Sur. Los petabytes de datos sin procesar de los telescopios se combinaron mediante supercomputadoras altamente especializadas organizadas por el Instituto Max Planck de Radioastronomía y el Observatorio del Haystack MIT.

Colin Lonsdale, Director de MIT Haystack Observatory:
Lo que realmente hizo que esta meta científica fuera tan realista fue la tecnología provista por el mundo de la computación, que finalmente alcanzó y superó la costosa instrumentación hecha a la medida. Haystack adaptó las nuevas unidades de disco duro de alta capacidad disponibles y los chips de procesador rápidos y flexibles, y los diseñó en sistemas que podrían usarse para VLBI. Una vez que se produjo la transición clave, las generaciones sucesivas de los sistemas podrían aprovechar fácilmente los aumentos de rendimiento impulsados por la industria a lo largo del tiempo, y después de más de una década, las prodigiosas velocidades de grabación y procesamiento exigidas por el EHT y la creación de imágenes de agujeros negros se hicieron realidad.

La construcción del EHT y las observaciones anunciadas hoy representan la culminación de décadas de trabajo observacional, técnico y teórico. Este ejemplo de trabajo en equipo global requirió una estrecha colaboración de investigadores de todo el mundo. Trece instituciones asociadas trabajaron juntas para crear el EHT, utilizando tanto la infraestructura preexistente como el apoyo de una variedad de agencias. La Fundación Nacional para la Ciencia de los EE. UU., El Consejo Europeo de Investigación de la UE (ERC) y los organismos de financiación en el este de Asia proporcionaron fondos clave.

Tony Beasley, director del Observatorio Nacional de Radioastronomía de la NSF:
A través de su liderazgo en ALMA y su apoyo a largo plazo para el EHT, NRAO una vez más ha ayudado a mejorar nuestra comprensión del cosmos y las leyes fundamentales de la física. Esta observación ilustra claramente el valor de la radioastronomía para el avance científico. La próxima generación de "Los radiotelescopios, incluido el VLA de próxima generación, producirán muchos más resultados innovadores".

"Hemos logrado algo que se presumía imposible hace solo una generación", concluyó Doeleman. "Los avances en tecnología, las conexiones entre los mejores observatorios de radio del mundo y los algoritmos innovadores se unieron para abrir una ventana completamente nueva sobre los agujeros negros y el horizonte de eventos".

PAPERS:

Paper I: The Shadow of the Supermassive Black Hole
Paper II: Array and Instrumentation
Paper III: Data processing and Calibration
Paper IV: Imaging the Central Supermassive Black Hole
Paper V: Physical Origin of the Asymmetric Ring
Paper VI: The Shadow and Mass of the Central Black Hole

La National Science Foundation (NSF) es una agencia federal independiente que apoya la investigación fundamental y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. En el año fiscal 2019, su presupuesto es de $ 8.1 mil millones. Los fondos de NSF llegan a los 50 estados a través de subvenciones a casi 2.000 colegios, universidades y otras instituciones. Cada año, NSF recibe más de 50.000 propuestas competitivas de financiamiento y concede aproximadamente 12.000 nuevos financiamientos.

Para obtener información adicional y recursos de medios, visite: NSF Exploring Black Holes.

Sitios web útiles de NSF:
Página de inicio de NSF: https://www.nsf.gov
Noticias de NSF: https://www.nsf.gov/news/
Estadísticas de ciencia e ingeniería: https://www.nsf.gov/statistics/
Búsquedas de premios: https://www.nsf.gov/awardsearch/

Fuente: nsf.gov

10/04/2019

283 10 minutos de lectura