¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

[Richard R Richard]

Re: ¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

Hola, ante todo felicitar al equipo, por darnos la esperada imagen,
ya podemos cambiar el titulo del hilo a , Se publicó la primera imagen de un agujero negro.
Como siempre imaginé que esperaban un anillo, perfecto obtuvieron lo que esperaban....

Este momento de gran júbilo, no se va opacar con el único tiquismiquis, pero en la imagen del articulo First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole


si observan debajo de cada imagen está la escala de temperaturas, es decir cada color corresponde a una frecuencia , no a una intensidad. Cuando se toma una foto normal , destaca la intensidad y el color lo da la frecuencia, mas intensidad mas claro, menos intensidad más oscuro.

si no se entiende como modelaron la imagen pueden ir a First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring

donde publican esta otra infografía



acompañada de la explicación

Figure 5. Illustration of the effect of black hole and disk angular momentum on ring asymmetry. The asymmetry is produced primarily by Doppler beaming: the bright region corresponds to the approaching side. In GRMHD models that fit the data comparatively well, the asymmetry arises in emission generated in the funnel wall. The sense of rotation of both the jet and funnel wall are controlled by the black hole spin. If the black hole spin axis is aligned with the large-scale jet, which points to the right, then the asymmetry implies that the black hole spin is pointing away from Earth (rotation of the black hole is clockwise as viewed from Earth). The blue ribbon arrow shows the sense of disk rotation, and the black ribbon arrow shows black hole spin. Inclination i is defined as the angle between the disk angular momentum vector and the line of sight.

que google traduce a

Figura 5. Ilustración del efecto del agujero negro y el momento angular del disco en la asimetría del anillo. La asimetría se produce principalmente mediante la transmisión por Doppler: la región brillante corresponde al lado que se aproxima. En los modelos GRMHD que se ajustan relativamente bien a los datos, la asimetría surge en la emisión generada en la pared del embudo. El sentido de rotación tanto del chorro como de la pared del embudo se controla mediante el giro del agujero negro. Si el eje de giro del agujero negro está alineado con el chorro a gran escala, que apunta hacia la derecha, entonces la asimetría implica que el giro del agujero negro apunta hacia la Tierra (la rotación del agujero negro es en el sentido de las agujas del reloj como se ve desde la Tierra). La flecha de la cinta azul muestra el sentido de la rotación del disco, y la flecha de la cinta negra muestra el giro del agujero negro. La inclinación i se define como el ángulo entre el vector de momento angular del disco y la línea de visión.

Que digo con esto, que vuelven a hablar brillo como sinónimo de intensidad cuando el Doppler solo varía la frecuencia.

Si nuestros ojos pudieran mirar en el rango de 1,3 mm y 3 mm el espectro de colores visibles estuviera en ese rango, lo que veríamos es una esfera de distintos colores, donde sería mas brillante o intensa , sobre el anillo seguramente., pero el centro no sería oscuro....

incluso lo aplican en un Preprint que Cito

[ATTACH=CONFIG]14298[/ATTACH]

[arivasm]

Re: ¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

Edición: como se comenta más adelante, la imagen de la derecha es una simulación, no es real.

El divulgador Derek Muller, que mantiene el canal de Youtube Veritasium, ha incluido en un vídeo esta imagen con SgrA*

El vídeo en cuestión es éste:

[Alriga]

Re: ¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

... si no se entiende como modelaron la imagen pueden ir a First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring

donde publican esta otra infografía



acompañada de la explicación

Figure 5. Illustration of the effect of black hole and disk angular momentum on ring asymmetry. The asymmetry is produced primarily by Doppler beaming: the bright region corresponds to the approaching side...

Que digo con esto, que vuelven a hablar brillo como sinónimo de intensidad cuando el Doppler solo varía la frecuencia ...

Eso no es correcto, en el efecto Doppler relativista también varía el brillo. El “Doppler beaming” también llamado “Headlight effect” y “Relativistic beaming” es el proceso mediante el cual los efectos relativistas modifican la luminosidad aparente de la materia emisora que se mueve a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

Se suele hacer la analogía de que el Relativistc Beaming afecta el brillo aparente de un objeto en movimiento como un faro afecta la apariencia de su fuente de luz: la fuente de luz aparece tenue o invisible a un barco, excepto cuando la luz de faro giratoria se dirige hacia un barco, donde luego aparece muy brillante. Este llamado "efecto faro" ilustra cuán importante es la dirección del movimiento (en relación con el observador) en la transmisión relativista: como ejemplo considérese una burbuja de gas que emite radiación electromagnética que se está moviendo en relación con el observador.

-Si el gas se está moviendo hacia el observador, entonces aparecerá más brillante que si estuviera en reposo.

-Pero si el gas no se está moviendo hacia el observador puede (en algunos casos) parecer mucho más débil que si estuviera en reposo.

Fuente: Relativistic beaming

Con las definiciones habituales para $\boldsymbol{\beta}$ y $\boldsymbol{\gamma}$ de la Relatividad Especial, la relación entre el ángulo “efecto faro” $\theta$ y el ángulo sin movimiento relativo $\theta'$ es:

$$\boldsymbol{\sin \theta=\dfrac{\sin \theta'}{\gamma \ ( 1+\beta \cos \theta')}}$$

Y la relación entre intensidades luminosas I con "efecto faro" e I’ sin movimiento relativo es:

$$\boldsymbol{\dfrac I {I'}=\gamma \ (1+\beta \cos \theta)^2}$$

Obsérvese que para el caso de emisión hemisférica, ($\theta'=90^{\circ}$), estas dos expresiones quedan:

$\sin \theta=\dfrac 1{\gamma}$

$\dfrac I {I'}=\gamma \ \Big (1+\beta^2 \Big )^2$

Nótese también que si dos fuentes de la misma intensidad y volumen y a la misma distancia, una se acerca a velocidad "$\boldsymbol{\beta c}$" y la otra se aleja a la misma velocidad "$\boldsymbol{\beta c}$", (como sería aproximadamente el caso de los dos lados de un disco de acreción), la diferencia relativa de intensidades luminosas que percibe el observador puede ser muy grande:

$$\boldsymbol {\dfrac{I_{acerc}}{I_{alej}}=\gamma^2 \ (1+\beta \cos \theta)^4}$$

Esta imagen pretende mostrar el "efecto faro" y el efecto Doppler de un emisor isótropo que se mueve hacia la derecha a velocidades cada vez mayores:

Saludos.

[Fortuna]

Re: ¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

No sé si se ha indicado antes, pero lo que se observa no es un imagen tomada pixel a pixel como en una fotografía (en la banda de frecuencias que sea) sino una reconstrucción dado que el conjunto de datos para formar la imagen es insuficiente. El algoritmo empleado no tiene prejuicios sobre cómo debería ser la imagen.

Esta charla de TED de Katie Bouman lo explica muy bien.

[Alriga]

Re: ¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

No sé si se ha indicado antes, pero lo que se observa no es un imagen tomada pixel a pixel como en una fotografía (en la banda de frecuencias que sea) sino una reconstrucción dado que el conjunto de datos para formar la imagen es insuficiente. El algoritmo empleado no tiene prejuicios sobre cómo debería ser la imagen.

Esta charla de TED de Katie Bouman lo explica muy bien.

Gracias Fortuna, sí se ha indicado antes, la charla que enlazas está en el post #7 del hilo en donde decíamos

... atención a partir del minuto 5:15/12:51 que explica como la red Event Horizon Telescope aprovecha la rotación de la Tierra para recoger los máximos datos posibles que se espera que sirvan para formar la imagen ...

y comentada en los posts siguientes, por ejemplo el post #11

... El divulgador Derek Muller, que mantiene el canal de Youtube Veritasium, ha incluido en un vídeo esta imagen con Sgr A* ...

Que curioso. ¿Sera real? ¿Tendrá Derek Muller algun amigo en el EHT que se la ha "filtrado"?

Saludos.

[arivasm]

Re: ¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

Que curioso. ¿Sera real? ¿Tendrá Derek Muller algun amigo en el EHT que se la ha "filtrado"?

Ciertamente no es real, sino una simulación. Muller pone el enlace al vídeo de donde la sacó y así se dice... en los comentarios. Hasta finales de este año no habrá la imagen verdadera.

Aprovecho para pedir disculpas a Sater por poner por segunda vez el vídeo de Veritasium... Ya sabía yo que lo había visto en algún sitio... Diré en mi descargo que suelo seguir ese canal y por eso olvidé que lo había visto en este hilo.

Añado: Muller ya ha puesto en los comentarios de su vídeo que se trata de una simulación. Y pide disculpas por la confusión.

[Alriga]

Re: ¿¿ Está a punto de publicarse la primera histórica imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro ??

La primera imagen de la “sombra” del agujero negro M87* en longitud de onda de 1.3 mm que ha obtenido EHT es el espaldarazo definitivo a la técnica de interferometría de muy larga base (VLBI) para resolver dimensiones angulares minúsculas.

De momento la imagen se parece a las simulaciones basadas en la Relatividad General, pero con eso no es suficiente, supongo que en estos momentos ya debe haber equipos de astrofísicos intentando analizarla en detalle para averiguar lo máximo posible del entorno del agujero negro M87* del que aun sabemos poco, de entrada todavía no sabemos la dirección del jet, aunque es seguro que no se dirige exactamente hacia nosotros, si se dirigiese exactamente hacia nosotros no veríamos ninguna componente transversal del jet y sí la vemos, por ejemplo en esta imagen del Hubble:



En un par de papers que han estudiado el jet de M87 se lee:

En A new view on the M 87 jet origin: Turbulent loading leading to large-scale episodic wiggling dice:

The viewing angle of M 87 is a puzzling question, as is the proper motion (see e.g., Hada et al. 2016). Owen et al. (1989) find a value ≥45º derived from the patterns of helically-wrapped filaments seen in the kpc-scale VLA jet. Based on the proper motion and brightness ratio (VLBA, 43 GHz), Ly et al. (2007) suggest a value of 30º–45º. Biretta et al. (1999) find superluminal motion of up to 6 c in optical observations of HST-1 and derive a value of <19º. Perlman et al. (2011) suggest an inclination of 11º–19º based on optical polarization properties of HST-1 located at ∼0.800 from the nucleus. Hada et al. (2016) derive values of 29º–45º at the jet base (86 GHz VLBA+GBT) based on the apparent motions in jet and counter-jet. They claim that the jet limb-brightening may not be simply explained by a transverse velocity gradient, if the inclination is 10º–20º …

En The Structure and Dynamics of the Subparsec Jet in M87 Based on 50 VLBA. Observations over 17 Years at 43 GHz dice:

An important parameter for interpretation of the data is the jet angle to the line of sight. There is no one, simple way to determine that angle, so the reasoning leading to the choice of the angle used in this paper is explained here at some length.
The fastest observed proper motions and modeling can be used to constrain the viewing angle. The highest observed optical superluminal speed requires a jet viewing angle of A < 18.6º +2.0 -1.6 …

En resumen si hacemos una “media” el ángulo del jet parece que lo más probable es que esté entre 15º y 25º con respecto de nuestra visual.

Y veo que actualmente todavía no se sabe con seguridad cómo y dónde se origina el jet, parece que se podría originar en el disco de acreción causado por la acción de campos magnéticos sobre partículas cargadas, pero no se conoce con certeza el mecanismo, por ejemplo este paper A new view on the M 87 jet origin: Turbulent loading leading to large-scale episodic wiggling presenta 2 posibilidades de formaciones del jet:




Esto hace que alguna de las zonas brillantes de la sombra de M87* obtenida por el EHT tal vez podría provenir de puntos de formación del jet, como ya se preveía que podía ser en el estudio Imaging the Black Hole Silhouette of M87: Implications for Jet Formation and Black Hole Spin

El estudio de M87* y Sgr A* mediante VLBI acaba de nacer y tiene un futuro prometedor, una vez demostrado que funciona, para mejorar la imagen se puede ampliar la base añadiendo radiotelescopios, (incluso podrían ponerse algunos en órbita** geoestacionaria para que la base supere el diámetro de la Tierra), aumentar los tiempos de observación y disminuir la longitud de onda de observación: mirad la diferencia entre la imagen VLBI obtenida por GMVA con 3 mm de longitud de onda y esta última obtenida por el EHT con 1.3 mm

Posiblemente en breve ya podamos ver una imagen mejor de M87* que la presentada el 10 de abril: recordad que la imagen recién publicada del agujero negro M87* procede exclusivamente de los datos tomados por EHT en la primavera del 2017 mediante 7 observatorios con radiotelescopios:

ALMA 37 (Chile)
APEX (Chile)
JCMT (Hawai)
LMT (México)
PV 30 m (España)
SMA 6 (Hawai)
SMT (Arizona EEUU)

En abril de 2018 se realizó una nueva campaña de observación de M87*en la que participó, además de los 7 observatorios de 2017, el Radiotelescopio de Groenlandia GLT y en la que se recogieron el doble de datos que en la campaña de 2017.

Los datos de 2018 se están procesando, esperemos que cuando publiquen la imagen, ésta pueda ser ya algo mejor que la recientemente publicada: más datos de observación, un radiotelescopio más y situado muy lejos del resto, y mayor experiencia del equipo en el procesamiento de los datos.

Saludos.

** Una propuesta para realizar VLBI con 2 ó 3 radiotelescopios en órbita, (de al menos 4.4 m de diámetro cada uno) a 690 GHz, (el triple de la frecuencia usada por EHT) en Simulations of imaging the event horizon of Sagittarius A* from space (Roelofs et. al.)

[Alriga]

“Event Horizon Telescope … la Nueva Generación” ngEHT

La National Science Foundation acaba de anunciar la concesión de una dotación 12.7 millones de dólares para organizar y diseñar la próxima generación de Event Horizon Telescope, Next Generation EHT (ngEHT) para llevar a cabo un programa de ciencia que estudie la evolución de agujeros negros.

EHT de próxima generación (ngEHT) agudizará el estudio de los agujeros negros con la intención de permitir a los investigadores pasar de imágenes fijas a vídeos en tiempo real del espacio-tiempo en el horizonte de sucesos.

"Como con todos los grandes descubrimientos, la primera imagen de un agujero negro fue solo el comienzo", dice Doeleman, Director Fundador de EHT. "Imagina poder ver un agujero negro evolucionar ante tus ojos. El ngEHT nos dará asientos en primera fila para uno de los acontecimientos más espectaculares del Universo"

Las primeras imágenes del agujero negro M87 se realizaron utilizando la técnica de la interferometría de línea de base muy larga (VLBI), en la que se combina una serie de antenas de radio de todo el mundo para formar un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Al explorar nuevos diseños y ubicaciones de platos, el esfuerzo ngEHT planificará la arquitectura para una nueva matriz con aproximadamente el doble del número de sitios en todo el mundo.

Además de nuevos platos, el ngEHT incorporará un telescopio ya existente en el Observatorio de Radio Owen's Valley de Caltech (OVRO) y actualizará el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (LMT) en México. Con su gran apertura y ubicación geográfica central, el LMT es crucial para el esfuerzo EHT de la próxima generación. Las mejoras planificadas para el rendimiento del LMT utilizando fondos MSRI mejorarán la sensibilidad del EHT durante largas campañas de observación.

Las nuevas tecnologías, a su vez, permitirán que el ngEHT expanda la franja de frecuencias de radio que utiliza para observar el horizonte de sucesos. Los sistemas de grabación de alta velocidad que capturan ondas de radio desde el agujero negro transferirán datos a ubicaciones centrales donde pueden fusionarse en un proceso que es análogo al de un espejo de telescopio óptico que refleja la luz en un solo foco.

Actualmente, el EHT registra alrededor de 10 PetaBytes de datos por sesión, según el Dr. Vincent Fish. Con velocidades de datos más altas planificadas y la inclusión de nuevos observatorios, los volúmenes de datos EHT podrían superar los 100 PetaBytes. Parte de este proyecto será investigar cómo aprovechar los avances en tecnología comercial para registrar y transportar de manera rentable un volumen de datos tan grande.

El proceso de combinar y analizar datos de todo el mundo exige computadoras y software de alto rendimiento que alineen las señales de cada sitio EHT a una fracción de una billonésima de segundo. "El ngEHT empuja los límites en la complejidad de los datos de VLBI, junto con la demanda de modelos que concentren sin problemas las antenas en un solo telescopio del tamaño de la Tierra, dice el Dr. Lindy Blackburn.

Al completar la lente del tamaño de la Tierra con muchas ubicaciones geográficas nuevas, el programa ngEHT podrá aprovechar nuevos algoritmos potentes para convertir los increíbles volúmenes de datos en imágenes e incluso películas.

(**) "Nuestra propia Vía Láctea es sede de un agujero negro supermasivo Sgr A* que evoluciona intensamente en el transcurso de una sola noche. Estamos desarrollando nuevos métodos, que incorporan ideas emergentes del aprendizaje automático y la imagen computacional, para hacer las primeras películas de la espiral de gas en movimiento que rodea el horizonte de sucesos", dice la Dra. Katie Bouman

Fuente: Announcement of the Next Generation Event Horizon Telescope Design Program

(**) Entiendo que este debe ser el motivo por el cual EHT ha podido publicar la imagen de M87* y no ha publicado una de Sgr A*: el intento de foto de Sgr A* le está saliendo “movida”
M87* tiene una masa de 6000 millones de masas solares, es por lo tanto muy grande y cerca de su horizonte de sucesos las cosas pasan aun lo suficientemente despacio como para que a lo largo de varios días de observación los datos correspondan prácticamente a la misma silueta del entorno de horizonte de sucesos, por ello las observaciones se pueden “sumar” y reforzar, pues corresponden a prácticamente la misma imagen "quieta"

En cambio, Sgr A* tiene solo 4 millones de masas solares, por lo que es mucho más pequeño y su entorno se mueve tan deprisa, que las observaciones de un día, (que no son suficientes para generar una imagen) no se pueden componer fácilmente con las imágenes del día siguiente, ya que el entorno se “ha movido”

Saludos.

[Alriga]

(**) "Nuestra propia Vía Láctea es sede de un agujero negro supermasivo Sgr A* que evoluciona intensamente en el transcurso de una sola noche …
(**) Entiendo que este debe ser el motivo por el cual EHT ha podido publicar la imagen de M87* y no ha publicado una de Sgr A*: el intento de foto de Sgr A* le está saliendo “movida”
M87* tiene una masa de 6000 millones de masas solares, es por lo tanto muy grande y cerca de su horizonte de sucesos las cosas pasan aun lo suficientemente despacio como para que a lo largo de varios días de observación los datos correspondan prácticamente a la misma silueta del entorno de horizonte de sucesos, por ello las observaciones se pueden “sumar” y reforzar, pues corresponden a prácticamente la misma imagen "quieta"
En cambio, Sgr A* tiene solo 4 millones de masas solares, por lo que es mucho más pequeño y su entorno se mueve tan deprisa, que las observaciones de un día, (que no son suficientes para generar una imagen) no se pueden componer fácilmente con las imágenes del día siguiente, ya que el entorno se “ha movido” ...

El pasado 13 de mayo, el agujero negro central supermasivo de nuestra galaxia (SgrA*) mostró un inusual aumento de brillo cuya causa aún se desconoce, a ese día corresponden estas espectaculares imágenes:

Las observaciones de SgrA* se realizaron desde el Keck Observatory en Hawái. La noche del día 13 de mayo, los niveles de flujo en infrarrojo cercano de SgrA* aumentaron más del doble respecto a cualquier otro dato registrado desde 2003, con un incremento en la intensidad observada del 75% en apenas 2 horas. Además, aunque SgrA* es una fuente altamente variable, las variaciones de brillo observadas este año 2019 no tienen precedente en las últimas dos décadas.

El brillo observado en SgrA* es causado por la radiación que emite el gas y polvo circundante cayendo dentro del agujero negro. La pregunta que se hacen los investigadores es si este cambio en el comportamiento del agujero negro central de nuestra galaxia es resultado de un evento singular y esporádico, o es el precursor de un incremento en la actividad provocado por un nuevo estado de acreción.

Son varias las causas posibles para este inesperado aumento en el brillo y variabilidad de SgrA*. Una de las más plausibles es que pueda tratarse de material procedente de SO2 - una de las estrellas que orbitan alrededor del objeto compacto – expulsado durante su máxima aproximación en el verano de 2018 y que finalmente ahora alcanza las inmediaciones del agujero negro. (Recordad que hay un hilo sobre el tema)

Las últimas observaciones llevadas a cabo con los instrumentos GRAVITY, SINFONI y NACO, extremadamente sensibles e instalados en VLT (Very Large Telescope) de ESO, han permitido a los astrónomos seguir a la estrella SO2 cuando pasaba muy cerca de Sgr A* durante abril-mayo de 2018. En el periastro, SO2 estaba a una distancia de menos de 20.000 millones de kilómetros del agujero negro y se movía a una velocidad superior a 25 millones de km/h, casi un 3% de la velocidad de la luz.

Tampoco descartan que pueda ser una reacción retardada al máximo acercamiento que en 2014 realizó el objeto bautizado como G2, posiblemente una estrella binaria cuyas capas exteriores fueran arrancadas por la acción gravitatoria del agujero negro.

La conclusión es que son necesarias más observaciones en diferentes longitudes de onda para monitorizar posibles cambios en el estado de SgrA* y esclarecer las causas de su actual comportamiento.

Referencia: Unprecedented variability of Sgr A* in NIR

Saludos.

[carroza]

Gracis, Alriga.

Resulta curioso que en las imagenes empeza con la luminosidad máxima y luego decrece. ¿No han observado como aumentó la luminosidad?

Saludos

[Alriga]

... Resulta curioso que en las imágenes empiezan con la luminosidad máxima y luego decrece. ¿No han observado como aumentó la luminosidad? ...

Pues supongo que no debieron registrarlo. En el paper, para el 13 de mayo solo aparece el descenso de brillo, tanto en fotos como en gráficos:

Saludos.

[Alriga]

Velocidades aparentemente superlumínicas en el jet de M87*

... La primera imagen de la “sombra” del agujero negro M87* en longitud de onda de 1.3 mm que ha obtenido EHT es el espaldarazo definitivo a la técnica de interferometría de muy larga base (VLBI) para resolver dimensiones angulares minúsculas.
De momento la imagen se parece a las simulaciones basadas en la Relatividad General, pero con eso no es suficiente, supongo que en estos momentos ya debe haber equipos de astrofísicos intentando analizarla en detalle para averiguar lo máximo posible del entorno del agujero negro M87* del que aun sabemos poco, de entrada todavía no sabemos la dirección del jet, aunque es seguro que no se dirige exactamente hacia nosotros, si se dirigiese exactamente hacia nosotros no veríamos ninguna componente transversal del jet y sí la vemos, por ejemplo en esta imagen del Hubble:

¿Recordáis el Jet con velocidad aparente superlumínica procedente del merger de estrellas de netrones GW170817?

Hoy he visto un paper en el que se describe la detección por parte del satélite “Chandra” de movimiento aparentemente superlumínico (mediante el análisis de los rayos X de dos zonas) del jet procedente del agujero negro M87*

Del análisis de estas imágenes recopiladas en el periodo 2012-2017 se deduce movimiento aparentemente superlumínico en el “nudo HST-1”, velocidad 6.3+/-0.4 c y en el “nudo D”, velocidad 2.4+/-0.6 c, lo cual indica que hay partículas a velocidades reales muy cercanas a la velocidad de la luz. El estudio se titula Detection of Superluminal Motion in the X-Ray Jet of M87 (Snios, Nulsen et. al.), en donde podéis encontrar los detalles.

Saludos.

[Alriga]

Malas noticias:

"La matriz global de telescopios conectados al Event Horizon Telescope (EHT) debía comenzar las observaciones a fines de marzo de 2020 para ampliar y mejorar el primer conjunto de resultados publicado hace aproximadamente un año que incluía la primera imagen de un agujero negro, en la galaxia M87 . Lamentablemente, varios observatorios participantes se han cerrado en respuesta a la creciente crisis del coronavirus (COVID-19) y ha sido necesario cancelar las observaciones. Una combinación de patrones climáticos y mecánica celeste hace que sea imposible realizar una observación EHT de alta calidad en cualquier época del año que no sea este intervalo de tiempo de finales de marzo a principios de abril, por lo que tendremos que esperar a marzo de 2021 para volver a intentarlo.

El progreso en los objetivos científicos de EHT Collaboration es secundario frente la salud y el bienestar de los miembros de nuestra colaboración, nuestras familias, nuestras instituciones y las personas que trabajan en las instalaciones del observatorio y de otras que respaldan nuestros esfuerzos. Es desgarrador que, por segundo año consecutivo, circunstancias fuera de nuestro control hayan forzado la cancelación de nuestra campaña de observación [yo esto no lo sabía, ni sabía que habían cancelado las observaciones de 2019 ni sé el motivo de ello].

En el lado positivo, obtuvimos una gran cantidad de datos en las observaciones de 2017 y 2018. Ahora dedicaremos toda nuestra concentración a completar las publicaciones científicas de los datos de 2017 y profundizaremos en el análisis de los datos obtenidos con la matriz EHT mejorada en 2018. Esperamos observaciones con la matriz EHT ampliada a 11 observatorios en la primavera de 2021 (Atacama Pathfinder Chile 12 m, ALMA Chile 54x12 m + 12x7 m, IRAM España 30 m, James Clerk Maxwell Telescope Hawaii 15 m, Large Millimeter Telescope "Alfonso Serrano" México 50 m, Submillimeter Array (SMA) Hawaii 8x6 m, Submillimeter Telescope (SMT) Arizona USA 10 m, South Pole Telescope (SPT) 10 m, Greenland Telescope (GLT) Groenlandia 12 m, Kitt Peak 12-meter Telescope Arizona USA 12 m, NOEMA Francia 12 m)"

Me parece que por culpa del maldito coronavirus, este año vamos a asistir a un goteo interminable de cancelaciones, retrasos y aplazamientos en Ciencia similares a éste

Saludos.

[Alriga]

Hoy he encontrado un interesantísimo artículo de Relatividad General publicado por Michael D. Johnson, Alexandru Lupsasca, et.al. en la Sociedad Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS): Universal interferometric signatures of a black hole’s photon ring, (Firmas interferométricas universales del anillo de fotones de un agujero negro), observad que el enlace permite descargar gratis el pdf completo.

Dice el abstract:

La imagen del Event Horizon Telescope del agujero negro supermasivo de la galaxia M87 está dominada por un brillante anillo “no resuelto”. La relatividad general predice que incrustado en esta imagen se encuentra un delgado anillo de fotones que está compuesto por una secuencia infinita de subanillos autosimilares que están indexados por el número de órbitas de los fotones alrededor del agujero negro. Los subanillos se acercan al borde de la "sombra" del agujero negro, haciéndose exponencialmente más estrechos y más débiles con el aumento del número de órbitas, con contribuciones aparentemente insignificantes de los subanilos de alto orden. Aquí, mostramos que estos subanillos producen firmas fuertes y universales en interferometría de muy larga base (VLBI). Estas firmas ofrecen la posibilidad de realizar mediciones precisas de la masa y el espín de los agujeros negros, así como tests de Relatividad General, utilizando sólo una sencilla matriz interferométrica.

El Event Horizon Telescope (EHT) ha publicado recientemente imágenes del agujero negro en M87 utilizando interferometría de muy larga línea de base (VLBI) en la longitud de onda de 1,3 mm (231 GHz). Estas imágenes revelan un anillo brillante de emisión con un diámetro de aproximadamente 40 microsegundos de arco. Sin embargo, mientras el diámetro de este anillo es resuelto por el EHT, su espesor y su subestructura detallada no lo son. Aquí, mostramos que la Relatividad General predice una subestructura intrincada en el anillo que presenta firmas distintivas para mediciones interferométricas. Estas firmas ofrecen un enfoque prometedor para determinar con precisión la masa y el giro de los agujeros negros y para chequear la Relatividad General utilizando interferómetros distribuidos, como podría ser una extensión del EHT al espacio.

Si se desprecia la opacidad, un telescopio ideal de perfecta resolución dirigido a un agujero negro observa un número infinito de imágenes anidadas del universo. Estas imágenes surgen de fotones que difieren por el número n de semiorbitas que completan alrededor del agujero negro en el camino desde su fuente al detector. Cada una de estas imágenes es, por lo tanto, una instantánea cada vez más retrasada y demagnificada del universo visto desde el agujero negro.

En un escenario astrofísico, esta secuencia autosimilar de imágenes relativistas está dominada por la materia luminosa que rodea al agujero negro y produce en su imagen un rasgo conocido como el "anillo de fotones" del agujero negro. El subgrupo principal (n = 1) aparece como un rasgo nítido y brillante en las imágenes trazadas por rayos de muchas simulaciones magnetohidrodinámicas relativistas generales (GRMHD). Los subgrupos sucesivos tienen perfiles exponencialmente más delgados y se acercan asintóticamente al límite de la "sombra" del agujero negro. Para grandes valores de n, estos perfiles reflejan el subanillo dominante de una manera que depende universalmente de la geometría del espacio tiempo, con la relación de las sucesivas densidades de flujo de subanillos determinada por los exponentes de Lyapunov que caracterizan la inestabilidad de las órbitas de los fotones vinculados. Por lo tanto, la medición del tamaño, la forma y el grosor de los subanillos proporcionaría nuevas y poderosas sondas para explorar el espacio tiempo en torno a un agujero negro.

En este artículo de investigación, exploramos los fundamentos teóricos del anillo de fotones y mostramos que, inesperadamente, las mediciones precisas del anillo de fotones e incluso sus subanillos son factibles utilizando interferometría.

La detección de las firmas interferométricas universales del anillo de fotones requiere mediciones en líneas de base más largas, con una resolución angular más fina que las disponibles actualmente para el EHT. Esta extensión se puede lograr observando a frecuencias más altas o en líneas de base físicas más largas mediante VLBI con antenas en satélites en el espacio.

En resumen, las mediciones precisas del tamaño, la forma, el espesor y el perfil angular del subanillo n-ésimo de fotones de M87* y Sgr A* pueden ser factibles para n = 1 utilizando una matriz a alta frecuencia en Tierra o en órbitas terrestres bajas, para n = 2 con una estación adicional en la Luna y para n = 3 con una estación adicional en Lagrange L2 Sol-Tierra.

Como una imagen vale más que mil palabras mirad el interesante vídeo adjunto Vídeo fotones en torno a un agujero negro

Saludos.

[Alriga]

En la campaña de observaciones del EHT de 2017, además de observar SgrA* y M87* también se aprovechó para observar mediante interferometría de muy larga base (VLBI) el cuásar 3C279 que está en la constelación de Virgo, relativamente cerca de M87.

Naturalmente M87 y 3C279 no tienen ninguna relación física aunque ambos los veamos en Virgo a una distancia aparente algo mayor de 20º. La distancia real a nosotros es de 52.5 millones de años luz para M87 y de 5 mil millones de años luz para 3C279

3C279 tiene en su centro un agujero negro supermasivo (que está demasiado lejos para poder ver su silueta de forma similar a la que se observó en M87*) del que procede un jet previamente conocido que además fue el primer jet en el que se observó velocidad aparente superlumínica.

El EHT observó el jet de 3C 279 entre el 5 y el 11 de abril de 2017 y pudo ver como éste iba evolucionando en cuestión de minutos: me parece espectacular la precisión de este sistema de observación (EHT) que permite ver cómo algo se está moviendo a una distancia de 5 mil millones de años luz “en tiempo real”, (aunque con el evidente retardo)

Se observa una “torsión” (0:55 / 1:14 en el vídeo) del inicio del jet en el último día de observación respecto de los días anteriores. Se supone que el jet se genera cerca del eje del disco de acreción y que la torsión estaría originada por la rotación del disco.

El artículo científico es Event Horizon Telescope imaging of the archetypal blazar 3C 279 at an extreme 20 microarcsecond resolution

La Mula Francis explica más detalles: El EHT observa el origen del chorro del cuásar 3C 279

Saludos.