O núcleo da M87

O núcleo M87 Imagem coom resolução linear de 80 raios de Schwarzchild (24 dias-luz) e se estende por uma distância de 300 dias-luz. O horizonte de eventos

Quando queremos obter a imagem de um buraco negro, surge um problema, as observações astrofísicas não entram nos buracos negros, mas apenas chegam até a sua borda, o que tecnicamente se chama horizonte de eventos.

Este limite está associado à última órbita onde o material pode girar em torno do buraco negro sem cair dentro dele. Para chegar perto de um buraco negro, necessitamos de informações que nos proporcionem grande capacidade de detalhes, o que tecnicamente se chama resolução. Os astrônomos têm um grande aliado para as observações de rádio, a radiointerferometria, que combina as imagens de várias antenas e consegue uma resolução similar à de uma antena com um diâmetro equivalente à distância que as separa (Até dez mil quilômetros!). Estas técnicas são as que nos proporcionam imagens diretas e nítidas das regiões nucleares das galáxias ativas, demarcando tanto o tamanho dos núcleos como a estrutura dos jatos nas vizinhanças do buraco negro supermassivo.

Para definir o "tamanho" de um buraco negro, os astrofísicos utilizam o conceito de raio de Schwarzschild (Rsch), que está associado com o raio aparente do horizonte de eventos, que se toma como se fosse uma unidade de medida. Seu valor depende da massa do buraco negro: por exemplo, se o Sol fosse um buraco negro, teria o tamanho de três quilômetros; uma galáxia ativa de 1 bilhão de massas solares tem um buraco negro com tamanho de 7 UA (1 Unidade Astronômica é a distância média da Terra ao Sol, uns 150 milhões de quilômetros).

Com observações através de interferômetros, é possível obter-se imagens com nitidez desde milhares, centenas e dezenas de vezes o raio de Schwarzschild, dependendo da massa do núcleo e quão próxima se encontre a galáxia ativa.

El núcleo M87

Imagen del núcleo de M87. La imagen tiene una resolución lineal de 80 radios de Schwarzschild (24 días-luz) y se extiende hasta una distancia de 300 días-luz. El horizonte de sucesos Cuando queremos obtener la imagen de un agujero negro, surge un problema: las observaciones astrofísicas no entran en los agujeros negros sino que llegan hasta su borde, lo que técnicamente conocemos como el horizonte de sucesos. Este límite está asociado con la última órbita donde el material puede girar en torno al agujero negro sin caer en él.

Para acercarnos al agujero negro, necesitamos observaciones que nos proporcionen gran capacidad de detalle (técnicamente, se denomina resolución). Los astrónomos cuentan con un gran aliado para la observación en radio, la interferometría, que combina las imágenes de varias antenas y consigue una resolución similar a la de una antena con un diámetro equivalente a la distancia que las separa (¡hasta diez mil kilómetros!).

Estas técnicas son las que nos proporcionan imágenes directas y nítidas de las regiones nucleares de las galaxias activas, acotando tanto el tamaño de los núcleos como la estructura de los chorros en la vecindad del agujero negro supermasivo.

Para definir el "tamaño" de un agujero negro, los astrofísicos utilizamos el concepto del radio de Schwarzschild (Rsch), que está asociado con el radio aparente del horizonte de sucesos y que se toma como unidad de medida.

Su valor depende de la masa del agujero negro: a modo de ejemplo, si el Sol fuera un agujero negro, tendría un tamaño de tres kilómetros; una galaxia activa de 1.000 millones de masas solares tiene un agujero negro con un tamaño de 7 UA (1 Unidad Astronómica es la distancia media Tierra-Sol, unos 150 millones de kilómetros).

Gracias a las observaciones interferométricas se obtienen imágenes con una nitidez del orden de miles, centenares y decenas de veces el radio de Schwarzschild, dependiendo de la masa del núcleo y de cuán próxima se encuentre la galaxia activa.

'Zoom' progresivo

En los últimos años, los radioastrónomos han intentado ir mejorando la resolución angular de sus imágenes, permitiendo un zoom progresivo hacia los núcleos de las galaxias activas y, simultáneamente, batiendo marcas en cuanto a la nitidez de las imágenes. Así, observando el núcleo de Cygnus A, que se encuentra a una distancia de 800 millones de años-luz y cuyo agujero negro tiene una masa de mil millones de masas solares, se obtienen imágenes con una resolución lineal del orden de 200 Rsch.

En el caso de M87, que se encuentra a una distancia de 55 millones de años-luz, y con un agujero negro de 3.000 millones de masas solares, se obtienen imágenes con un detalle de 20 Rsch. Otra galaxia activa mucho más próxima, Centaurus A, situada a una distancia de 11 millones de años-luz y con una masa de 200 millones de masas solares para su agujero negro, puede cartografíarse con una resolución inferior a los 10 Rsch.

Con estas observaciones los astrónomos estudian aquellas regiones próximas a la última órbita estable en torno al centro de cada galaxia.

Pero el récord lo ostentan las observaciones del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en cuyo centro dinámico se encuentra una fuente compacta de nombre SgrA*. Observaciones muy recientes han demostrado que el tamaño de SgrA* es inferior a 0.30 UA.

Considerando que SgrA* se encuentra a una distancia de 26.000 años-luz y que su masa es de cuatro millones de masas solares, dicho tamaño correspondería a tan solo 3.7 Rsch. ¡Estamos ya en la vecindad del horizonte de sucesos del agujero negro!

Desde el punto de vista de la física, se están vislumbrando aquellas escalas de distancias en las que los efectos de la relatividad general son fundamentales.