Crédito de imagen: NRAO
Treinta años después de que los astrónomos descubrieran el misterioso objeto en el centro exacto de nuestra Vía Láctea, un equipo internacional de científicos finalmente logró medir directamente el tamaño de ese objeto, que rodea un agujero negro casi cuatro millones de veces más masivo que el Sol. Este es el enfoque telescópico más cercano a un agujero negro hasta el momento y pone una importante frontera de la astrofísica al alcance de futuras observaciones. Los científicos utilizaron el radiotelescopio Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation para lograr el avance.
"Este es un gran paso adelante", dijo Geoffrey Bower, de la Universidad de California-Berkeley. "Esto es algo que la gente ha querido hacer durante 30 años", ya que el objeto del centro galáctico, llamado Sagitario A * (pronunciado "estrella A"), fue descubierto en 1974. Los astrónomos informaron su investigación en la edición del 1 de abril de Science Express.
"Ahora tenemos un tamaño para el objeto, pero el misterio sobre su naturaleza exacta aún permanece", agregó Bower. El siguiente paso, explicó, es aprender su forma, "para que podamos saber si se trata de chorros, un disco delgado o una nube esférica".
El centro de la Vía Láctea, a 26,000 años luz de la Tierra, está oscurecido por el polvo, por lo que los telescopios de luz visible no pueden estudiar el objeto. Si bien las ondas de radio de la región central de la galaxia pueden penetrar el polvo, están dispersadas por el plasma turbulento cargado en el espacio a lo largo de la línea de visión hacia la Tierra. Esta dispersión había frustrado los intentos anteriores de medir el tamaño del objeto central, al igual que la niebla empaña el resplandor de los faros distantes.
"Después de 30 años, los radiotelescopios finalmente han despejado la niebla y podemos ver lo que está sucediendo", dijo Heino Falcke, del Observatorio de Radio Westerbork en los Países Bajos, otro miembro del equipo de investigación.
Los astrónomos dijeron que el brillante objeto emisor de radio encajaría perfectamente dentro del camino de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. El agujero negro en sí, calculan, tiene aproximadamente 14 millones de millas de diámetro y encajaría fácilmente dentro de la órbita de Mercurio. Los agujeros negros son concentraciones de materia tan densas que ni siquiera la luz puede escapar de su poderosa gravedad.
Las nuevas observaciones de VLBA proporcionaron a los astrónomos su mejor aspecto hasta ahora en un sistema de agujero negro. "Estamos mucho más cerca de ver los efectos de un agujero negro en su entorno aquí que en cualquier otro lugar", dijo Bower.
Se cree que el agujero negro central de la Vía Láctea, al igual que sus primos más masivos en núcleos galácticos más activos, está extrayendo material de su entorno y en el proceso impulsando la emisión de las ondas de radio. Si bien las nuevas observaciones del VLBA no han proporcionado una respuesta final sobre la naturaleza de este proceso, han ayudado a descartar algunas teorías, dijo Bower. Según el último trabajo, explicó, las principales teorías restantes sobre la naturaleza del objeto emisor de radio son chorros de partículas subatómicas, similares a las observadas en las radiogalaxias; y algunas teorías sobre la materia que se acelera cerca del borde del agujero negro.
A medida que los astrónomos estudiaron Sagitario A * a frecuencias de radio cada vez más altas, el tamaño aparente del objeto se hizo más pequeño. Este hecho también, dijo Bower, ayudó a descartar algunas ideas sobre la naturaleza del objeto. La disminución en el tamaño observado con el aumento de la frecuencia, o la longitud de onda más corta, también les da a los astrónomos un objetivo tentador.
"Creemos que eventualmente podemos observar a longitudes de onda lo suficientemente cortas que veremos un corte cuando alcancemos el tamaño del agujero negro", dijo Bower. Además, dijo, "en futuras observaciones, esperamos ver una" sombra "proyectada por un efecto de lente gravitacional de la muy fuerte gravedad del agujero negro".
En 2000, Falcke y sus colegas propusieron tal observación por motivos teóricos, y ahora parece factible. "Imagine la sombra del horizonte de eventos del agujero negro ahora está a nuestro alcance, si trabajamos lo suficiente en los próximos años", agregó Falcke.
Otra conclusión a la que llegaron los científicos es que "la masa total del agujero negro está muy concentrada", según Bower. Las nuevas observaciones de VLBA proporcionan, dijo, la "localización más precisa de la masa de un agujero negro supermasivo". La precisión de estas observaciones permite a los científicos decir que una masa de al menos 40,000 soles tiene que residir en un espacio correspondiente al tamaño de la órbita de la Tierra. Sin embargo, esa cifra representa solo un límite inferior de la masa. Lo más probable, según los científicos, es que toda la masa del agujero negro, igual a cuatro millones de soles, se concentre bien dentro del área envuelta por el objeto emisor de radio.
Para realizar su medición, los astrónomos tuvieron que esforzarse mucho para evitar el efecto de dispersión de la "niebla" de plasma entre Sagitario A * y la Tierra. "Tuvimos que impulsar nuestra técnica realmente duro", dijo Bower.
Bower comparó la tarea con "tratar de ver a su patito de goma amarilla a través del vidrio esmerilado de la cabina de ducha". Al hacer muchas observaciones, solo manteniendo los datos de la más alta calidad y eliminando matemáticamente el efecto de dispersión del plasma, los científicos lograron realizar la primera medición del tamaño de Sagitario A *.
Además de Bower y Falcke, el equipo de investigación incluye a Robin Herrnstein de la Universidad de Columbia, Jun-Hui Zhao del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, Miller Goss del Observatorio Nacional de Radioastronomía y Donald Backer de la Universidad de California-Berkeley. Falcke también es profesor adjunto en la Universidad de Nijmegen y científico visitante en el Instituto Max-Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania.
Sagitario A * fue descubierto en febrero de 1974 por Bruce Balick, ahora en la Universidad de Washington, y Robert Brown, ahora director del Centro Nacional de Astronomía e Ionosfera en la Universidad de Cornell. Se ha demostrado de manera concluyente que es el centro de la Vía Láctea, alrededor del cual gira el resto de la Galaxia. En 1999, Mark Reid del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica y sus colegas utilizaron observaciones VLBA de Sagitario A * para detectar el movimiento de la Tierra en órbita alrededor del centro de la Galaxia y determinaron que nuestro Sistema Solar tarda 226 millones de años en hacer un circuito alrededor del Galaxia.
En marzo de 2004, 55 astrónomos se reunieron en las instalaciones del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Green Bank, West Virginia, para una conferencia científica celebrando el descubrimiento de Sagitario A * en Green Bank hace 30 años. En esta conferencia, los científicos revelaron una placa conmemorativa en uno de los telescopios de descubrimiento.
El Very Long Baseline Array, parte del Observatorio Nacional de Radioastronomía, es un sistema de radiotelescopio de todo el continente, con 10 antenas parabólicas de 240 toneladas que van desde Hawai hasta el Caribe. Proporciona el mayor poder de resolución, o la capacidad de ver detalles finos, de cualquier telescopio en astronomía, en la Tierra o en el espacio.
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
Fuente original: Comunicado de prensa de NRAO
