Telescopio James Webb de NASA colabora con EHT para imaginar el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

En cimas aisladas alrededor del planeta, científicos esperan la señal de que esta noche es la noche. La compleja coordinación entre docenas de telescopios en tierra y en el espacio está completa, el clima está despejado, los problemas técnicos se han resuelto — las estrellas metafóricamente están alineadas. Es hora de mirar el agujero negro supermasivo en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

"Sudoku de programación" para la campaña de observación EHT

Este "sudoku de programación", como lo llaman los astrónomos, ocurre cada día de una campaña de observación de la colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT), y pronto tendrán un nuevo jugador para considerar: el Telescopio Espacial James Webb de NASA se unirá al esfuerzo. Durante la primera serie de observaciones de Webb, los astrónomos usarán su poder de imagen infrarroja para abordar algunos de los desafíos únicos y persistentes que presenta el agujero negro de la Vía Láctea, llamado Sagitario A* (Sgr A*; el asterisco se pronuncia "estrella").

Diferencias con M87: más cercano pero más tenue, con destellos únicos

En 2017, EHT usó el poder de imagen combinado de ocho instalaciones de telescopios de radio en el planeta para capturar la primera vista histórica de la región inmediatamente alrededor de un agujero negro supermasivo, en la galaxia M87. Sgr A* es más cercano pero más tenue que el agujero negro de M87, y destellos parpadeantes únicos en el material que lo rodea alteran el patrón de luz cada hora, presentando desafíos para los astrónomos.

"El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia es el único conocido que tiene este tipo de destellos, y aunque eso ha hecho que capturar una imagen de la región sea muy difícil, también hace que Sagitario A* sea aún más interesante científicamente", dijo el astrónomo Farhad Yusef-Zadeh, profesor en la Universidad Northwestern e investigador principal en el programa Webb para observar Sgr A*.

Ventaja de Webb: dos longitudes de onda infrarrojas simultáneas y vista ininterrumpida

Los destellos se deben a la aceleración temporal pero intensa de partículas alrededor del agujero negro a energías mucho más altas, con emisión de luz correspondiente. Una gran ventaja de observar Sgr A* con Webb es la capacidad de capturar datos en dos longitudes de onda infrarrojas (F210M y F480M) simultánea y continuamente, desde la ubicación del telescopio más allá de la Luna. Webb tendrá una vista ininterrumpida, observando ciclos de destellos y calma que el equipo EHT puede usar como referencia con sus propios datos, resultando en una imagen más limpia.

Origen de los destellos: debate científico con implicaciones amplias

La fuente o mecanismo que causa los destellos de Sgr A* es muy debatido. Respuestas sobre cómo comienzan, alcanzan su pico y se disipan los destellos de Sgr A* podrían tener implicaciones de largo alcance para el futuro estudio de agujeros negros, así como física de partículas y plasma, e incluso destellos del Sol.

Agujeros negros: predicción de Einstein, regiones más densas de materia

Los agujeros negros, predichos por Albert Einstein como parte de su teoría general de la relatividad, son en cierto sentido lo opuesto a lo que su nombre implica — en lugar de un agujero vacío en el espacio, los agujeros negros son las regiones de materia más densas y compactas conocidas. El campo gravitacional de un agujero negro es tan fuerte que deforma la tela del espacio a su alrededor, y cualquier material que se acerque demasiado queda atrapado allí para siempre, junto con cualquier luz que el material emita. Por eso los agujeros negros aparecen "negros". Cualquier luz detectada por telescopios no es realmente del agujero negro en sí, sino del área que lo rodea. Los científicos llaman horizonte de eventos al borde interno definitivo de esa luz, de donde la colaboración EHT toma su nombre.

Imagen EHT de M87: primera prueba visual directa de la predicción de Einstein

La imagen EHT de M87 fue la primera prueba visual directa de que la predicción de Einstein sobre agujeros negros era correcta. Los agujeros negros continúan siendo un terreno de prueba para la teoría de Einstein, y los científicos esperan que observaciones multi-longitud de onda cuidadosamente programadas de Sgr A* por EHT, Webb, rayos X y otros observatorios reduzcan el margen de error en cálculos de relatividad general, o quizás apunten a nuevos reinos de física que actualmente no entendemos.