Científicos de astronomía detectado La primera imagen del agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. La imagen fue producida por Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, un equipo internacional de más de 300 científicos en los cinco continentes, incluida África.
Agujeros negros predichos por Albert Einstein Teoría general de la relatividad hace más de un siglo. Son regiones del espacio tan densas que nada, incluida la luz, puede escapar. Su límite se conoce como el horizonte de sucesos, que marca el punto de no retorno. Esa es solo una de las razones por las que escondemos estas cosas de nuestros ojos. La otra es que es extremadamente pequeño cuando se coloca en su contexto cósmico. Si nuestra Vía Láctea fuera del tamaño de un campo de fútbol, el horizonte de sucesos del agujero negro sería un millón de veces más pequeño que el pinchazo de un alfiler en el centro del campo.
¿Cómo entonces pueden ser fotografiados? Nuestro equipo hizo esto capturando la luz del gas caliente que fluye en las inmediaciones de un agujero negro. Esta luz, que tiene una longitud de onda de 1 milímetro, es registrada por una red global de antenas que conforman un único telescopio hipotético del tamaño de la Tierra.
La luz es algo así como un anillo, una firma distintiva que es el resultado directo de dos procesos principales. Primero, el agujero negro es tan denso que desvía el camino de la luz cerca de él. En segundo lugar, captura la luz que se aleja muy cerca del horizonte de sucesos. El efecto combinado produce la llamada sombra del agujero negro: un anillo brillante que rodea una aparente falta de luz enfocada en el agujero negro. En el caso del agujero negro de la Vía Láctea, este anillo tiene el tamaño aparente de una rosquilla en la superficie de la Luna, lo que requiere un esfuerzo de ingeniería extraordinario para enfocarlo.
Revelado una imagen de nuestro agujero negro, Sagitario A*, no es sólo un gran momento para la ciencia. También podría ser un catalizador importante para diversificar la investigación en astrofísica africana utilizando las fortalezas existentes. Éramos los únicos dos miembros del equipo de más de 300 EHT con base en el continente africano. El continente no alberga ningún telescopio EHT: nos contrataron debido a la experiencia que hemos desarrollado en la preparación para el radiotelescopio más grande del mundo, matriz de kilómetros cuadrados (SKA), que será organizada por Sudáfrica y Australia.
¿Por qué es importante la imagen?
Esta no es la primera vez que la imagen de un agujero negro llama la atención de las personas. También éramos miembros del equipo que capturó La primera imagen de un agujero negro en 2019 (Esto está en el centro de una galaxia diferente, Messier 87, que está a 55 millones de años luz de distancia). apreciado Más de 4.500 millones de personas han visto esa imagen. Sagitario A* también acaparó los titulares y capturó la imaginación de la gente.
Pero hay algo más que una imagen impresionante de este resultado. Se ha descrito un gran número de valiosos hallazgos científicos en diez puestos por el equipo Estos son tres de nuestros principales puntos destacados.
Primero, la imagen es una maravillosa prueba de la teoría general de la relatividad de Einstein. El EHT captó imágenes de dos agujeros negros con masas que difieren en un factor de más de 1000. A pesar de la gran diferencia en masa, el tamaño y la forma medidos están en línea con las predicciones teóricas.
En segundo lugar, hemos captado imágenes de agujeros negros en entornos muy diferentes. Una gran cantidad de investigaciones previas durante las últimas dos o tres décadas muestran una fuerte evidencia experimental de que las galaxias y sus agujeros negros coevolucionan a lo largo del tiempo cósmico, a pesar de sus tamaños muy diferentes. Al acercarnos a los horizontes de eventos de los agujeros negros en galaxias gigantes como M87, así como a más galaxias modelo como nuestra propia Vía Láctea, estamos aprendiendo más sobre cómo se produce esta relación aparentemente inverosímil entre un agujero negro y su galaxia anfitriona.
En tercer lugar, la imagen nos brinda nuevos conocimientos sobre el agujero negro central en nuestro hogar galáctico. Es la bestia más cercana a la Tierra, por lo que proporciona un laboratorio único para comprender esta interacción, no muy diferente de revisar un árbol en su jardín para comprender mejor los bosques en el horizonte lejano.
La ventaja geográfica del sur de África
Estamos orgullosos de ser parte del equipo que produjo las primeras imágenes de un agujero negro. En el futuro, creemos que Sudáfrica y el continente africano en general (incluido Una iniciativa conjunta holandés-nambiana), un papel crucial en la producción de las primeras películas de agujeros negros.
Como fue el caso del papel clave del país en la antropología antigua, hay contribuciones a la astronomía mundial que solo se pueden hacer desde el suelo de Sudáfrica. Sagitario A* está ubicado en el cielo del sur, pasando directamente sobre el sur de África. Esta es la razón principal por la que esta imagen del centro de la Vía Láctea, tomada por MeerKAT (proporcionada por SKA) es la mejor que existe.
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Sudáfrica también tiene una infraestructura bien establecida en sus ubicaciones astronómicas, que están protegidas por la legislación. Cuenta con ingenieros de clase mundial a la vanguardia de su oficio. Esto hace que los telescopios de bajo costo y alto rendimiento se entreguen a tiempo y dentro del presupuesto.
La nueva tecnología también está de nuestro lado: un diseño avanzado, síncrono y multifrecuencia, iniciado por nuestros colegas coreanos, significa que los sitios EHT ya no necesitan ser los sitios vírgenes a gran altitud en la Tierra.
Todos los elementos están listos para un enorme aumento en el número de jóvenes africanos que participan en esta nueva era de imágenes de agujeros negros y pruebas de precisión de la gravedad. En los próximos años, esperamos escribir sobre los resultados que no habrían sido posibles sin la tecnología en suelo sudafricano, así como los científicos africanos que lideran la ciencia EHT de alta resolución y alto impacto en sinergia con la astronomía de múltiples longitudes de onda y alta -programas de astrofísica energética.
roger decanoDirector: Centro Wits de Astrofísica; Cátedra SKA en Radioastronomía, Universidad de Witwatersrand Y Iniyan NatarajanInvestigador Postdoctoral, Centro Wits de Astrofísica, Universidad de Witwatersrand
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