Oficina de Vinculación

El EHT realiza detecciones de agujeros negros de más alta resolución desde la Tierra.

 

La Colaboración del Event Horizon Telescope (EHT), en colaboración con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ha realizado observaciones de prueba logrando la resolución más alta jamás obtenida desde la superficie de la Tierra, al detectar la luz de los centros de galaxias distantes a una frecuencia de alrededor de 345 GHz, equivalente a una longitud de onda de 0,87 mm. La Colaboración, que ya ha fotografiado agujeros negros supermasivos en los corazones de M87 y Sgr A, estima que con este avance podrán obtener imágenes de agujeros negros un 50% más detalladas de lo que era posible antes y alcanzar un enfoque más nítido de la región inmediatamente fuera del límite de estas bestias cósmicas. Las nuevas detecciones se publicaron hoy en The Astronomical Journal.

“Con el EHT, vimos las primeras imágenes de agujeros negros al detectar ondas de radio en una longitud de onda de 1,3 mm, pero el anillo brillante que vimos, formado por la luz que se desvía en la gravedad del agujero negro, todavía parecía borroso porque estábamos en los límites absolutos de qué tan nítidas podríamos hacer las imágenes”, dijo el co-lider del artículo Alexander Raymond, anteriormente becario postdoctoral en el Centro de Astrofísica. Harvard & Smithsonian (CfA), y ahora en el Jet Propulsion Laboratory. "A 0,87 mm, nuestras imágenes serán más nítidas y detalladas, lo que a su vez probablemente revelará nuevas propiedades, tanto las que se predijeron previamente como quizás algunas que no".

El EHT crea un telescopio virtual del tamaño de la Tierra conectando múltiples antenas parabólicas en todo el mundo, utilizando una técnica llamada interferometría de base muy larga (VLBI). Para obtener imágenes de mayor resolución, los astrónomos tienen dos opciones: aumentar la distancia entre las antenas parabólicas u observar en una longitud de onda más corta. Dado que el EHT ya tenía el tamaño de nuestro planeta, aumentar la resolución de las observaciones terrestres requería ampliar su rango de longitud de onda, y eso es lo que ha hecho ahora la Colaboración.

El nuevo experimento utilizó dos pequeños subconjuntos del EHT, compuestos por ALMA y el Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) en Chile, el telescopio IRAM de 30 metros en España, el NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) en Francia, el Submillimeter Array ( SMA) en Mauna Kea en Hawaii y el Telescopio de Groenlandia, para realizar mediciones con una resolución de hasta 19 microsegundos de arco. A 0,87 mm con el EHT completo, los científicos podían ver detalles tan finos como 13 microsegundos de arco, muy parecido a observar la tapa de una botella en la Luna desde la Tierra. Esto equivale a un aumento del 50 % en la resolución con respecto a lo que es posible actualmente. Es importante destacar que los científicos del EHT confían en que estas mejoras ayudarán a perfeccionar el estudio de los agujeros negros y a descubrir sus numerosos secretos.

El codirector del artículo, Sheperd “Shep” Doeleman, astrofísico del CfA y director fundador del EHT, dijo sobre el gran avance: “Considere la explosión de detalles adicionales que se obtienen al pasar de fotografías en blanco y negro a fotografías en color. Esta nueva “visión del color” nos permite separar los efectos de la gravedad de Einstein del gas caliente y los campos magnéticos que alimentan los agujeros negros y lanzan potentes chorros que recorren distancias galácticas”. Con esto en mente, añadió que la Colaboración está entusiasmada por volver a crear imágenes de M87* y Sgr A* en 1,3 mm y 0,87 mm, y pasar de la detección de "sombras" de agujeros negros a medir con mayor precisión sus tamaños y formas, lo que puede ayudar a estimar el spin y la orientación de un agujero negro en el cielo.

Esta es la primera vez que la técnica VLBI se utiliza con éxito en una longitud de onda de 0,87 mm. Si bien la capacidad de observar el cielo nocturno a 0,87 mm existía antes de las nuevas detecciones, el uso de la técnica VLBI en esta longitud de onda ha presentado durante mucho tiempo desafíos que requirieron tiempo y avances tecnológicos para superar. Por ejemplo, el vapor de agua en la atmósfera absorbe ondas de 0,87 mm, mucho más que las de 1,3 mm, lo que dificulta que los radiotelescopios reciban señales de agujeros negros en longitudes de onda más cortas. La clave fue mejorar la sensibilidad del EHT, lo que los investigadores hicieron aumentando el ancho de banda de la instrumentación y esperando el buen tiempo en todos los sitios.

Este logro también proporciona otro paso en el camino hacia la creación de películas de alta fidelidad del entorno del horizonte de sucesos que rodea a los agujeros negros, que dependerá de las actualizaciones de la matriz global existente. El proyecto EHT de próxima generación (ngEHT) planeado agrega nuevas antenas al EHT en ubicaciones geográficas optimizadas y mejorará las estaciones existentes actualizando todas para que funcionen en múltiples longitudes de onda entre 3 mm y 0,87 mm al mismo tiempo. Como resultado de estas y otras mejoras, se espera que la matriz global aumente en un factor de 10 la cantidad de datos nítidos y claros que EHT tiene para obtener imágenes, lo que permitirá a los científicos no sólo producir imágenes más detalladas y sensibles, sino también películas protagonizadas por estos violentas bestias cósmicas.

"El Gran Telescopio Milimétrico (GTM), situado en la cima de Sierra Negra en el estado de Puebla, México, a una altitud de 4.600 metros, es el radiotelescopio de antena única más grande del mundo diseñado y construido para operar en una longitud de onda de aproximadamente 1 milimetro (1 mm). For la falta de un instrumento adecuado, en octubre 2018 el GTM no pudo participar en estas innovadoras observaciones iniciales de VLBI con el Telescopio del Horizonte de Eventos a 870 micrones (0,87 mm). Sin embargo estamos emocionados de que los proyectos de ingeniería en curso incluyen actualizaciones y mejoras en la calidad del reflector primario del telescopio, con 50 metros de diámetro, y el desarrollo de un nuevo receptor de VLBI, pronto permitirán al GTM participar también en futuras observaciones submilimétricas (0,87 mm) de mayor resolución con el EHT", dijo David Hughes, Director del GTM.

Más información

 

“First Very Long Baseline Interferometry Detections at 870 μm,” A.W. Raymond et al (2024), The Astronomical Journal, DOI: 10.3847/1538-3881/ad5bdb

 

La colaboración EHT involucra a más de 400 investigadores de África, Asia, Europa, América del Norte y del Sur, y alrededor de 270 participan en este artículo. La colaboración internacional tiene como objetivo capturar las imágenes de agujeros negros más detalladas jamás obtenidas mediante la creación de un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Con el respaldo de considerables esfuerzos internacionales, el EHT vincula telescopios existentes utilizando técnicas novedosas, creando un instrumento fundamentalmente nuevo con el mayor poder de resolución angular que se haya logrado hasta ahora.

El consorcio EHT está formado por 13 instituciones: el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica, la Universidad de Arizona, la Universidad de Chicago, el Observatorio de Asia Oriental, la Goethe-Universitaet Frankfurt, el Institut de Radioastronomie Millimétrique, el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (representado por el INAOE y la UMass), el Instituto Max Planck para Radioastronomía, el Observatorio Haystack del MIT, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, el Instituto Perimeter de Física Teórica, la Universidad de Radboud y el Observatorio Astrofísico Smithsoniano.

El Gran Telescopio Milimétrico (GTM) es uno de los telescopios participantes en el Telescopio del Horizonte de Eventos. El GTM es una colaboración binacional entre México y Estados Unidos, liderada por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y la Universidad de Massachusetts Amherst (UMass), respectivamente. El financiamiento principal para la operación científica del GTM es proporcionado por el Consejo Nacional de Humanidades, Ciencia y Tecnología (CONAHCYT) y la National Science Foundation (NSF).

 

Información de contacto contactos EHT en el INAOE

David H. Hughes

Gran Telescopio Milimétrico/INAOE

Tonantzintla, Puebla, México

Tel.:  +52 222 266 31 00

Email: dhughes@inaoep.mx

 

Alfredo Montaña

Gran Telescopio Milimétrico/INAOE Tonantzintla, Puebla, México

Tel.:  +52 222 266 31 00

Email: amontana@inaoep.mx

 

Arturo Gómez Ruiz

Gran Telescopio Milimétrico/INAOE Tonantzintla, Puebla, México

Tel: +52 222 266 31 00

Email: aigomez@inaoep.mx

 

David Sánchez Argüelles

Gran Telescopio Milimétrico/INAOE Tonantzintla, Puebla, México

Tel: +52 222 266 31 00

Email: domars@inaoep.mx

 

Investigadores EHT para contacto de esta nota

Shep Doeleman

Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian Cambridge, MA, United States

Tel: +1-617-496-7762

Email: sdoeleman@cfa.harvard.edu

 

Thomas Krichbaum

Max Planck Institute for Radio Astronomy Bonn, Germany

Tel: +49 228 525 295

Email: tkrichbaum@mpifr-bonn.mpg.de

 

Amy C. Oliver, FRAS Amado, AZ, USA

Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian Telephone: +1-520-879-4406

Email: amy.oliver@cfa.harvard.edu

 

Esta imagen simulada muestra cómo M87* es visto por el Event Horizon Telescope a 86 GHz (rojo), 230 GHz (verde) y 345 GHz (azul). Cuanto mayor es la frecuencia, más nítida se vuelve la imagen, revelando la estructura, tamaño y forma que antes eran menos discernibles. Crédito: EHT, D. Pesce, A. Chael.

 

Las imágenes simuladas una al lado de la otra de M87* muestran la mejora en claridad y resolución de 230 GHz a 345 GHz. Estas mejoras están permitiendo a los científicos medir el tamaño y la forma de los agujeros negros con mayor precisión. Crédito: EHT, D. Pesce, A. Chael.

 

A la izquierda, esta imagen compuesta simulada muestra cómo M87* es visto por el Event Horizon Telescope a 86 GHz (rojo), 230 GHz (verde) y 345 GHz (azul). A la derecha, se ve 345 GHz (0,87 mm) en azul oscuro, una vista más compacta y nítida de los agujeros negros supermasivos, seguido de 230 GHz (1,3 mm) en verde y 86 GHz (3,5 mm) en rojo. Cuanto mayor es la frecuencia, más nítida se vuelve la imagen, revelando estructura, tamaño y forma que antes eran menos discernibles. Crédito: EHT, D. Pesce, A. Chae.