Los límites de la ciencia siempre están cambiando. Un logro nunca es absoluto: cada nuevo descubrimiento es la puerta a una serie en cascada de otros descubrimientos en nuestra búsqueda por comprender el Universo. El agujero negro supermasivo M87 * no es una excepción.
Este agujero negro es el tema de la primera imagen directa de la sombra de este fascinante fenómeno, un logro absolutamente asombroso durante muchos años y cientos de científicos en proceso.
Ahora, los científicos con la colaboración del Event Horizon Telescope han analizado cuidadosamente ese anillo brillante de luz dorada a 55 millones de años luz de distancia y han encontrado evidencia de una fuerte polarización: la torsión de la orientación de las ondas de luz, generada por poderosos campos magnéticos en el región alrededor del agujero negro.
“Este trabajo es un hito importante: la polarización de la luz transporta información que nos permite comprender mejor la física detrás de la imagen que vimos en abril de 2019, lo que antes no era posible”, dijo el astrónomo Iván Martí-Vidal de la Universidad de Valencia en España.
“Revelar esta nueva imagen de luz polarizada requirió años de trabajo debido a las complejas técnicas involucradas en la obtención y análisis de los datos”.
La polarización es un comportamiento bien conocido y entendido de la radiación electromagnética. Cuando una partícula de luz viaja a través del espacio, sus oscilaciones se orientan en una determinada dirección. Si se dispersa, por ejemplo, por polvo en el medio interestelar, o si gira por un campo magnético, su orientación puede cambiar; a ese cambio lo llamamos polarización.
Es una propiedad que podemos aprovechar tecnológicamente (probablemente hayas oído hablar de protectores de pantalla polarizados y gafas de sol), pero también puede, cuando se ve emitiendo desde objetos cósmicos, decirnos algo sobre el entorno espacial.
Para M87 *, ese algo es la forma y estructura del campo magnético en el toro de gas que gira inmediatamente alrededor del exterior del horizonte de eventos del agujero negro. La polarización de la luz que se ve en la imagen de M87 *, descubrió el equipo, solo podía explicarse por un campo magnético muy fuerte.
“Las observaciones sugieren que los campos magnéticos en el borde del agujero negro son lo suficientemente fuertes como para hacer retroceder el gas caliente y ayudarlo a resistir la atracción de la gravedad”, dijo el astrónomo Jason Dexter de la Universidad de Colorado Boulder.
“Sólo el gas que se desliza a través del campo puede girar en espiral hacia el horizonte de sucesos”.
Esto podría ser clave para comprender un fenómeno que durante mucho tiempo ha demostrado ser un rompecabezas: los chorros de agujeros negros relativistas.
Nada de lo que podemos detectar actualmente puede escapar de un agujero negro una vez que ha pasado el umbral de proximidad crítico, pero no todo el material en el disco de acreción que gira en un agujero negro activo inevitablemente termina más allá del horizonte de eventos. Una pequeña fracción de él de alguna manera se canaliza desde la región interna del disco de acreción a los polos donde se lanza al espacio en forma de chorros de plasma ionizado, a velocidades de un porcentaje significativo de la velocidad de la luz.
Los astrónomos piensan que el campo magnético del agujero negro juega un papel en este proceso. Las líneas del campo magnético, según esta teoría, actúan como un sincrotrón que acelera el material antes de lanzarlo a una velocidad tremenda.
Sabemos que M87 * está disparando estos chorros relativistas al 99% de la velocidad de la luz. El anillo de oro brillante que podemos ver en la imagen de M87 * es este borde interno del disco de acreción, lo que permite a los científicos una ventana única a este proceso.
“Ahora estamos viendo la siguiente evidencia crucial para comprender cómo se comportan los campos magnéticos alrededor de los agujeros negros, y cómo la actividad en esta región muy compacta del espacio puede impulsar poderosos chorros que se extienden mucho más allá de la galaxia”, dijo la astrónoma Monika Mościbrodzka de la Universidad de Radboud. en los Paises Bajos.
La estructura del campo magnético observada, dijeron los investigadores, puede producir tanto las características observadas del anillo de M87 * como los poderosos chorros relativistas que dispara al espacio. Es una de las mejores pruebas hasta ahora que respaldan el modelo de sincrotrón de campo magnético de formación de chorros relativistas.
El análisis futuro, dijo el equipo, se centraría en los campos magnéticos alrededor de la región de lanzamiento de chorros cerca del horizonte de eventos de M87 *.
Fuente: Science Alert.
