Revelan imágenes de agujero negro supermasivo que confirman predicción de Einstein

Nuevas observaciones plurianuales del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT), un consorcio global de radiotelescopios que opera como un observatorio del tamaño de la Tierra, han revelado cambios en la luz polarizada del agujero negro supermasivo M87*, situado a unos 55 millones de años luz de la Tierra, entre 2017 y 2021.

Estos hallazgos, publicados en la revista Astronomy & Astrophysics, no solo demuestran que los campos magnéticos cerca del agujero negro son dinámicos y están en evolución, sino que también detectan por primera vez una débil emisión de chorro cerca de su base.

En este estudio fue clave la contribución de las Dras. Dhanya Nair y Silpa Sasikumar, investigadoras del Núcleo Milenio TITANS, con base en la Universidad de Concepción, participaron activamente en el análisis de estos resultados. Los observatorios chilenos ALMA y APEX, parte integral de la red EHT, jugaron un papel crucial gracias a su alta sensibilidad y resolución, permitiendo capturar estas imágenes sin precedentes que profundizan nuestra comprensión de los entornos extremos del universo.

La danza de los campos magnéticos alrededor de M87*

Entre 2017 y 2021, el patrón de polarización de M87* experimentó una sorprendente inversión de dirección. Si en 2017 los campos magnéticos parecían girar en un sentido, para 2018 se habían estabilizado, y en 2021, invirtieron su giro completamente. Este comportamiento dinámico desafía los modelos teóricos actuales y subraya la complejidad del plasma magnetizado que orbita el horizonte de sucesos.

«Lo notable es que, si bien el tamaño del anillo se ha mantenido constante a lo largo de los años —lo que confirma la sombra del agujero negro predicha por la teoría de Einstein—, el patrón de polarización cambia significativamente», explica Paul Tiede, astrónomo del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian y codirector del estudio.

Esta turbulencia apunta a un entorno en el que los campos magnéticos son cruciales para entender cómo la materia es absorbida por el agujero negro y cómo la energía es expulsada hacia los potentes chorros.

La Dra. Dhanya Nair añade: «Las nuevas imágenes del EHT de la galaxia M87 muestran que los campos magnéticos cerca de su horizonte de sucesos son dinámicos, remodelándose constantemente y cambiando su patrón de polarización entre 2017 y 2021, mientras que la sombra del agujero negro permanece igual”.

Desvelando la Base del Chorro Relativista con Telescopios Mejorados

Uno de los avances más significativos de estas observaciones es la detección, por primera vez con el EHT, de la emisión de radio de la base del chorro relativista de M87. Estos estrechos haces de partículas energéticas, que emanan del agujero negro a velocidades cercanas a la de la luz, desempeñan un papel fundamental en la evolución de las galaxias al regular la formación estelar y distribuir energía a grandes distancias cósmicas.

La incorporación de dos nuevos telescopios a la red EHT en 2021 —Kitt Peak en Arizona y NOEMA en Francia—, junto con mejoras en la calibración, fueron clave para este logro. Estas adiciones aumentaron la sensibilidad y claridad de las imágenes, permitiendo a los científicos delimitar con mayor precisión la dirección de emisión del chorro.

La Dra. Silpa Sasikumar enfatiza: «De 2017 a 2021, el diámetro del anillo de M87* se mantuvo sin cambios, lo que confirmó la predicción de Einstein sobre la sombra del agujero negro, mientras que su patrón de polarización invirtió su dirección, lo que puso de relieve el complejo entorno dinámico que rodea al agujero negro supermasivo».

Estos descubrimientos plurianuales no solo confirman las predicciones de Einstein sobre una sombra estable del agujero negro, sino que también revelan nuevas complejidades en el comportamiento de los campos magnéticos y la formación de chorros.