son ilustraciones. Esto es lo que capturan nuestros telescopios.
Crédito de la imagen: NASA/ESA/STScI
Por Brian Resnick, para vox.com Enero 8 de 2018,
Los agujeros negros increíblemente densos, profundos y potentes revelan los límites de la física. Nada puede escapar de uno, ni siquiera la luz.
Aunque los agujeros negros excitan la imaginación como pocos conceptos en la ciencia, la verdad es que ningún astrónomo realmente ha visto uno. Los hemos "escuchado", por así decirlo, ya que los científicos han registrado las ondas gravitatorias (ondulaciones literales en el espacio-tiempo) que emanan de los agujeros negros que colisionaron entre sí hace miles de millones de años.
Pero cualquier foto que hayas visto de un espacio-tiempo de deformación en masa oscura ... bueno, eso es solo una ilustración. Como éste:
Crédito de la imagen: NASA/Goddard
Esto pronto puede cambiar. Un audaz proyecto global llamado Evento Horizonte Telescopio está actualmente trabajando para reconstruir una imagen de un agujero negro por primera vez. Y si lo hace, será un logro notable. Porque a medida que los agujeros negros masivos son, en realidad son increíblemente difíciles de ver de cerca.
Por qué ningún astrónomo ha visto un agujero negro con un telescopio
Los agujeros negros nacen cuando las estrellas masivas colapsan sobre sí mismas y crean una región de gravedad tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar de su alcance. Los astrónomos también especulan que algunos agujeros negros se pudieron haber formado en el universo caótico temprano después del Big Bang.
El mayor problema al tratar de ver un agujero negro es que incluso los supermasivos ( con masas millones de veces más pesadas que nuestro sol ) son relativamente pequeños.
"El más grande en el cielo (es) el agujero negro en el centro de la Vía Láctea", explicó en un correo electrónico Dimitrios Psaltis, un astrofísico de la Universidad de Arizona. "Y tomar una foto de eso sería equivalente a tomar una foto de un DVD en la superficie de la luna".
Además, debido a su fuerte gravedad, los agujeros negros tienden a estar rodeados por otra materia brillante que hace que sea difícil ver el objeto en sí.
Por eso, cuando se buscan agujeros negros, los astrónomos no suelen intentar la observación directa. En cambio, buscan evidencia de los efectos de la gravedad y la radiación de un agujero negro.
"Por lo general, medimos las órbitas de las estrellas y el gas que parecen rodear las 'manchas' muy oscuras en el cielo y medir cuánta masa hay en esa mancha oscura", dice Psaltis. "Si no conocemos ningún otro objeto astrofísico que pueda ser tan masivo y tan oscuro como lo que acabamos de medir, lo consideramos como una evidencia muy fuerte de que hay un agujero negro allí".
Tenemos imágenes indirectas de agujeros negros, sin embargo
Algunas de las mejores imágenes indirectas de agujeros negros provienen del observatorio de rayos X Chandra. "La fricción y las altas velocidades del material que se forma a partir de un agujero negro producen naturalmente rayos X", dijo Peter Edmonds, un astrofísico de la NASA y especialista en comunicaciones que trabaja con Chandra. Y Chandra es un telescopio espacial especialmente diseñado para ver esos rayos X.
Por ejemplo, el observatorio de Chandra documentó estos "eructos" de rayos X que emanan de la fusión de dos galaxias a unos 26 millones de años luz de distancia. Los astrofísicos sospechan que estos eructos provinieron de un agujero negro masivo:
Rayos X: Crédito de la imagen: NASA / CXC / Univ of Texas / E.Schlegel et al; Óptico: NASA / STScI
De manera similar, las manchas fucsias en esta imagen son regiones de intensa radiación de rayos X, que se cree que son agujeros negros que se formaron cuando dos galaxias (los anillos azul y rosa) colisionaron:
Radiografía: Crédito de la imagen: NASA / CXC / MIT / S.Rappaport y otros, Óptica: NASA / STScI
Aquí hay rayos X y ondas de sonido que emanan de la región central del cúmulo de galaxias de Perseo: más evidencia indirecta de un agujero negro:
Crédito de la imagen: NASA / CXC / IoA / A.Fabian et al.
Y en este GIF, el telescopio Chandra vio la llamarada más grande de rayos X que provenía del agujero negro que se sospecha que yace en el centro de la galaxia de la Vía Láctea.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/Amherst College/D.Haggard et al
Y aquí hay una imagen alejada de esa llamarada de rayos X.
Una vista alejada de la llamarada de rayos X desde el centro de la Vía Láctea.
Podemos ver que los agujeros negros arrojan enormes chorros de materia al universo
Esta imagen compuesta (que combina datos del Hubble y un radiotelescopio) muestra chorros de energía y materia arrojados desde el centro de la galaxia Hércules A. Estos aviones se disparan a casi la velocidad de la luz, lo que demuestra el impresionante poder destructivo de los agujeros negros.
Crédito de la imagen: NASA / Hubble
La siguiente imagen muestra enormes chorros que se cree que se están alejando del agujero negro en el centro de Centaurus A, una galaxia a 13 millones de años luz de distancia. Los jets son más largos que la galaxia en sí.
Crédito de la imagen: ESO / WFI (visible); MPIfR / ESO / APEX / A.Weiss et al. (microonda); NASA / CXC / CfA / R.Kraft et al. (Radiografía)
Los astrónomos han observado estrellas orbitando aparentes agujeros negros
No podemos ver un agujero negro Pero podemos observar los efectos de la extrema gravedad de un agujero negro sobre los objetos que lo rodean. Aquí hay una muy buena ilustración de eso.
Estás viendo 20 años de datos sobre las estrellas que viven cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia de la Vía Láctea, llamado Sagitario A. Y sí, las estrellas, algunas mucho más masivas que nuestro Sol, están en órbita.
Star S2, que está marcado en el video con una línea amarilla, es alrededor de 15 veces más masivo que nuestro sol. Eso es grande. Pero no es nada en comparación con el agujero negro, que se estima que es unos 4 millones de veces más masivo que nuestro sol. La gravedad que produce azota la órbita de S2 a alrededor de 11 millones de millas por hora, que es aproximadamente 200 veces la velocidad a la que la Tierra orbita alrededor del sol. (S2 completa una órbita en alrededor de 16 años terrestres).
No hemos observado directamente este agujero negro, pero los científicos sospechan que está allí, porque nada más puede explicar las órbitas de estas estrellas.
"Estas órbitas, y una simple aplicación de las Leyes de Kepler, proporcionan la mejor evidencia hasta ahora de un agujero negro supermasivo, que tiene una masa de 4 millones de veces la masa del Sol", explica el Grupo Centro Galáctico de la UCLA, que produjo la animación.
Aquí hay otra mirada al mismo fenómeno. Este video incluye 16 años de observaciones del Observatorio Europeo Austral. Esto no es una animación, son imágenes reales de estrellas aceleradas por un factor de 32 millones. Obsérvalos bailar alrededor de un misterioso centro en blanco.
No podemos ver un agujero negro todavía. Pero podemos "escucharlos" colisionar.
Cuando dos agujeros negros colisionan, desatan una onda masiva de gravitación.
Así como las ondas de sonido perturban el aire para hacer ruido, las ondas gravitacionales perturban el tejido del espacio-tiempo para empujar y tirar de la materia como si existiera en un espejo de efecto invernadero. Si una gran onda gravitacional pasara a través de ti, verías uno de tus brazos crecer más que el otro. Si estuvieras usando un reloj en cada muñeca, verías que no se sincronizaran.
Cuando dos agujeros negros colisionan, desatan una onda masiva de gravitación. Pero cuando llegan a la Tierra, 1.400 millones de años más tarde, esas olas se han vuelto muy débiles (como la forma en que las ondas de una piedra caídas en un estanque se van suavizando a medida que te alejas de la piedra).
Pero en los últimos años, los científicos han podido escuchar estas ondas con LIGO y VIRGO, enormes experimentos globales que pueden detectar estas pequeñas ondas en el espacio-tiempo.
Debido a que las ondas que detecta LIGO tienen una frecuencia que es comparable al rango de frecuencias que podemos escuchar, los científicos pueden bombear el volumen y traducirlo al sonido. (Sí, esto no es exactamente lo que parece, sino una representación de audio de los datos. Y, sí, el evento no habría hecho ruido en el vacío del espacio).
Crédito de la imagen: Hotaka Shiokawa / Event Horizon Telescope
Muy pronto podemos ver un agujero negro real
Debido a que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, Sagitario A, es relativamente pequeño y está rodeado de material oclusivo, se necesitará un gran telescopio para verlo. De acuerdo con Nature, tomaría un telescopio 1,000 veces más poderoso que Hubble para obtener la resolución suficiente para verlo.
Un esfuerzo internacional llamado Event Horizon Telescope es un intento de resolver este problema. Los telescopios ópticos convencionales usan espejos cada vez más grandes para ver objetos más pequeños y más lejanos en el universo. El Event Horizon Telescope está haciendo algo similar: está creando un telescopio virtual del tamaño de toda la Tierra.
En abril de 2017, el equipo de Event Horizon conectó radiotelescopios en varios lugares del mundo, tan extensos como Hawai y el Polo Sur, e instruyó a todos a mirar hacia Sagittarius A durante unos días. La red es el resultado de una colaboración internacional de 14 instituciones de investigación en todo el mundo.
Juntos, estos ocho telescopios tienen el poder de "contar los puntos en una pelota de béisbol desde 8,000 millas de distancia", como explica el MIT. La matriz generó una cantidad tan grande de datos que fue más eficiente transportar los datos de cada uno de los telescopios a una ubicación centralizada de lo que sería transferirlos a través de Internet.
En este momento, los científicos están en medio de unir todos esos datos. Esperan que la imagen final muestre el horizonte del evento, el límite más allá del cual no puede escapar la luz. Ese horizonte de sucesos probablemente estará rodeado por un disco de acreción, un anillo de materia brillante e increíblemente enérgico que se arremolina alrededor del agujero negro. Podría verse algo como esto.
With a little help from Google Translate for Business
Pronto, podremos ver uno de cerca por primera vez.
Crédito de la imagen: NASA/ESA/STScI
Por Brian Resnick, para vox.com Enero 8 de 2018,
Los agujeros negros increíblemente densos, profundos y potentes revelan los límites de la física. Nada puede escapar de uno, ni siquiera la luz.
Aunque los agujeros negros excitan la imaginación como pocos conceptos en la ciencia, la verdad es que ningún astrónomo realmente ha visto uno. Los hemos "escuchado", por así decirlo, ya que los científicos han registrado las ondas gravitatorias (ondulaciones literales en el espacio-tiempo) que emanan de los agujeros negros que colisionaron entre sí hace miles de millones de años.
Pero cualquier foto que hayas visto de un espacio-tiempo de deformación en masa oscura ... bueno, eso es solo una ilustración. Como éste:
Crédito de la imagen: NASA/Goddard
Esto pronto puede cambiar. Un audaz proyecto global llamado Evento Horizonte Telescopio está actualmente trabajando para reconstruir una imagen de un agujero negro por primera vez. Y si lo hace, será un logro notable. Porque a medida que los agujeros negros masivos son, en realidad son increíblemente difíciles de ver de cerca.
Por qué ningún astrónomo ha visto un agujero negro con un telescopio
Los agujeros negros nacen cuando las estrellas masivas colapsan sobre sí mismas y crean una región de gravedad tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar de su alcance. Los astrónomos también especulan que algunos agujeros negros se pudieron haber formado en el universo caótico temprano después del Big Bang.
El mayor problema al tratar de ver un agujero negro es que incluso los supermasivos ( con masas millones de veces más pesadas que nuestro sol ) son relativamente pequeños.
"El más grande en el cielo (es) el agujero negro en el centro de la Vía Láctea", explicó en un correo electrónico Dimitrios Psaltis, un astrofísico de la Universidad de Arizona. "Y tomar una foto de eso sería equivalente a tomar una foto de un DVD en la superficie de la luna".
Además, debido a su fuerte gravedad, los agujeros negros tienden a estar rodeados por otra materia brillante que hace que sea difícil ver el objeto en sí.
Por eso, cuando se buscan agujeros negros, los astrónomos no suelen intentar la observación directa. En cambio, buscan evidencia de los efectos de la gravedad y la radiación de un agujero negro.
"Por lo general, medimos las órbitas de las estrellas y el gas que parecen rodear las 'manchas' muy oscuras en el cielo y medir cuánta masa hay en esa mancha oscura", dice Psaltis. "Si no conocemos ningún otro objeto astrofísico que pueda ser tan masivo y tan oscuro como lo que acabamos de medir, lo consideramos como una evidencia muy fuerte de que hay un agujero negro allí".
Tenemos imágenes indirectas de agujeros negros, sin embargo
Algunas de las mejores imágenes indirectas de agujeros negros provienen del observatorio de rayos X Chandra. "La fricción y las altas velocidades del material que se forma a partir de un agujero negro producen naturalmente rayos X", dijo Peter Edmonds, un astrofísico de la NASA y especialista en comunicaciones que trabaja con Chandra. Y Chandra es un telescopio espacial especialmente diseñado para ver esos rayos X.
Por ejemplo, el observatorio de Chandra documentó estos "eructos" de rayos X que emanan de la fusión de dos galaxias a unos 26 millones de años luz de distancia. Los astrofísicos sospechan que estos eructos provinieron de un agujero negro masivo:
Rayos X: Crédito de la imagen: NASA / CXC / Univ of Texas / E.Schlegel et al; Óptico: NASA / STScI
De manera similar, las manchas fucsias en esta imagen son regiones de intensa radiación de rayos X, que se cree que son agujeros negros que se formaron cuando dos galaxias (los anillos azul y rosa) colisionaron:
Radiografía: Crédito de la imagen: NASA / CXC / MIT / S.Rappaport y otros, Óptica: NASA / STScI
Aquí hay rayos X y ondas de sonido que emanan de la región central del cúmulo de galaxias de Perseo: más evidencia indirecta de un agujero negro:
Crédito de la imagen: NASA / CXC / IoA / A.Fabian et al.
Y en este GIF, el telescopio Chandra vio la llamarada más grande de rayos X que provenía del agujero negro que se sospecha que yace en el centro de la galaxia de la Vía Láctea.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/Amherst College/D.Haggard et al
Y aquí hay una imagen alejada de esa llamarada de rayos X.
Una vista alejada de la llamarada de rayos X desde el centro de la Vía Láctea.
Podemos ver que los agujeros negros arrojan enormes chorros de materia al universo
Esta imagen compuesta (que combina datos del Hubble y un radiotelescopio) muestra chorros de energía y materia arrojados desde el centro de la galaxia Hércules A. Estos aviones se disparan a casi la velocidad de la luz, lo que demuestra el impresionante poder destructivo de los agujeros negros.
Crédito de la imagen: NASA / Hubble
La siguiente imagen muestra enormes chorros que se cree que se están alejando del agujero negro en el centro de Centaurus A, una galaxia a 13 millones de años luz de distancia. Los jets son más largos que la galaxia en sí.
Crédito de la imagen: ESO / WFI (visible); MPIfR / ESO / APEX / A.Weiss et al. (microonda); NASA / CXC / CfA / R.Kraft et al. (Radiografía)
Los astrónomos han observado estrellas orbitando aparentes agujeros negros
No podemos ver un agujero negro Pero podemos observar los efectos de la extrema gravedad de un agujero negro sobre los objetos que lo rodean. Aquí hay una muy buena ilustración de eso.
Estás viendo 20 años de datos sobre las estrellas que viven cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia de la Vía Láctea, llamado Sagitario A. Y sí, las estrellas, algunas mucho más masivas que nuestro Sol, están en órbita.
Star S2, que está marcado en el video con una línea amarilla, es alrededor de 15 veces más masivo que nuestro sol. Eso es grande. Pero no es nada en comparación con el agujero negro, que se estima que es unos 4 millones de veces más masivo que nuestro sol. La gravedad que produce azota la órbita de S2 a alrededor de 11 millones de millas por hora, que es aproximadamente 200 veces la velocidad a la que la Tierra orbita alrededor del sol. (S2 completa una órbita en alrededor de 16 años terrestres).
No hemos observado directamente este agujero negro, pero los científicos sospechan que está allí, porque nada más puede explicar las órbitas de estas estrellas.
"Estas órbitas, y una simple aplicación de las Leyes de Kepler, proporcionan la mejor evidencia hasta ahora de un agujero negro supermasivo, que tiene una masa de 4 millones de veces la masa del Sol", explica el Grupo Centro Galáctico de la UCLA, que produjo la animación.
Aquí hay otra mirada al mismo fenómeno. Este video incluye 16 años de observaciones del Observatorio Europeo Austral. Esto no es una animación, son imágenes reales de estrellas aceleradas por un factor de 32 millones. Obsérvalos bailar alrededor de un misterioso centro en blanco.
No podemos ver un agujero negro todavía. Pero podemos "escucharlos" colisionar.
Cuando dos agujeros negros colisionan, desatan una onda masiva de gravitación.
Así como las ondas de sonido perturban el aire para hacer ruido, las ondas gravitacionales perturban el tejido del espacio-tiempo para empujar y tirar de la materia como si existiera en un espejo de efecto invernadero. Si una gran onda gravitacional pasara a través de ti, verías uno de tus brazos crecer más que el otro. Si estuvieras usando un reloj en cada muñeca, verías que no se sincronizaran.
Cuando dos agujeros negros colisionan, desatan una onda masiva de gravitación. Pero cuando llegan a la Tierra, 1.400 millones de años más tarde, esas olas se han vuelto muy débiles (como la forma en que las ondas de una piedra caídas en un estanque se van suavizando a medida que te alejas de la piedra).
Pero en los últimos años, los científicos han podido escuchar estas ondas con LIGO y VIRGO, enormes experimentos globales que pueden detectar estas pequeñas ondas en el espacio-tiempo.
Debido a que las ondas que detecta LIGO tienen una frecuencia que es comparable al rango de frecuencias que podemos escuchar, los científicos pueden bombear el volumen y traducirlo al sonido. (Sí, esto no es exactamente lo que parece, sino una representación de audio de los datos. Y, sí, el evento no habría hecho ruido en el vacío del espacio).
Crédito de la imagen: Hotaka Shiokawa / Event Horizon Telescope
Muy pronto podemos ver un agujero negro real
Debido a que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, Sagitario A, es relativamente pequeño y está rodeado de material oclusivo, se necesitará un gran telescopio para verlo. De acuerdo con Nature, tomaría un telescopio 1,000 veces más poderoso que Hubble para obtener la resolución suficiente para verlo.
Un esfuerzo internacional llamado Event Horizon Telescope es un intento de resolver este problema. Los telescopios ópticos convencionales usan espejos cada vez más grandes para ver objetos más pequeños y más lejanos en el universo. El Event Horizon Telescope está haciendo algo similar: está creando un telescopio virtual del tamaño de toda la Tierra.
En abril de 2017, el equipo de Event Horizon conectó radiotelescopios en varios lugares del mundo, tan extensos como Hawai y el Polo Sur, e instruyó a todos a mirar hacia Sagittarius A durante unos días. La red es el resultado de una colaboración internacional de 14 instituciones de investigación en todo el mundo.
Juntos, estos ocho telescopios tienen el poder de "contar los puntos en una pelota de béisbol desde 8,000 millas de distancia", como explica el MIT. La matriz generó una cantidad tan grande de datos que fue más eficiente transportar los datos de cada uno de los telescopios a una ubicación centralizada de lo que sería transferirlos a través de Internet.
En este momento, los científicos están en medio de unir todos esos datos. Esperan que la imagen final muestre el horizonte del evento, el límite más allá del cual no puede escapar la luz. Ese horizonte de sucesos probablemente estará rodeado por un disco de acreción, un anillo de materia brillante e increíblemente enérgico que se arremolina alrededor del agujero negro. Podría verse algo como esto.
With a little help from Google Translate for Business