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

[Alriga]

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

Según información publicada hoy mismo:

El equipo de EHT ha pasado muchos meses estudiando los datos combinados para asegurarse de que todos los efectos perjudiciales que podrían degradar la imagen del horizonte de sucesos se entiendan por completo. Estos efectos incluyen la turbulencia en la atmósfera de la Tierra, así como el ruido aleatorio y señales espurias agregadas por nuestra propia instrumentación. Para hacer esto, usan observaciones de quásares brillantes para calibrar el conjunto. Estas son fuentes que tienen una estructura y apariencia en el cielo conocida, por lo que los astrónomos pueden estimar los efectos instrumentales y compensarlos a medida que analizan y crean imágenes a partir de los datos brutos.

Equipos independientes dentro de EHT han desarrollado nuevos algoritmos para convertir los datos en bruto en mapas de emisión de radio en el cielo. Usando datos de EHT sobre los quásares para probar estos nuevos métodos, los equipos están ahora produciendo imágenes muy similares, lo que da confianza de que las herramientas desarrolladas durante el año pasado son lo suficientemente robustas para ser aplicadas a Sgr A * y M 87 - agujeros negros lo suficientemente grandes como para que podamos ver 'siluetas' de sus horizontes de sucesos.

Este abril, el EHT ha vuelto a observar Sgr A * y M 87 incluyendo además un telescopio en Groenlandia y capturando el doble de la cantidad de datos registrados en 2017. Estas nuevas observaciones, con el EHT mejorado, permitirán estudiar los cambios en las fuentes de agujero negro objetivo, así como confirmar los resultados de los datos de 2017.
Desde el principio, el EHT se ha concebido como un proyecto a largo plazo que continuará observando los agujeros negros y mejorará el conjunto durante varios años. Los objetivos de EHT pueden estudiarse indefinidamente. Planeamos observar Sgr A * y M 87 cada año con un EHT mejorado, ya que la realización de los objetivos científicos del proyecto puede requerir datos de múltiples campañas anuales. Para hacer esto, hemos construido durante el año pasado un marco sólido que permite a los científicos de EHT, de más de 12 países y 30 institutos, trabajar juntos en instrumentación, observación, teoría y simulaciones.

A medida que el equipo de EHT comience a deducir resultados de los datos de 2017 en Sgr A * y M 87 en los próximos meses, comenzarán a aparecer imágenes preliminares y se realizarán las búsquedas de firmas de material en órbita alrededor de los agujeros negros. Es el momento más emocionante del proyecto. Nos aseguraremos de compartir lo que encontremos después de que hayamos sometido los datos y métodos de análisis a rigurosas pruebas, para convencernos a nosotros mismos y a colegas de astronomía independientes.

Saludos.

[Alriga]

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

… Porque se me hace, lo que la presentadora dice "veremos lo que queremos ver", los algoritmos sugieren mostrar un anillo, pues veremos un anillo, la comunidad científica espera ver un anillo, démosle lo que quieren …

Mi interpretación de esa frase es justo la contraria. A partir del minuto 8:23 empieza la explicación, y en el minuto 8:42 dice:

“¿… Y si las ecuaciones de Einstein no se sostuvieran? … Si forzamos las ecuaciones de Einstein en nuestros algoritmos, simplemente acabaremos viendo lo que esperamos ver. Es decir, queremos estar abiertos a la posibilidad de que haya un elefante gigante en el centro de nuestra galaxia …”

Y a continuación explica cómo piensan calibrar el algoritmo de reconstrucción a partir de muchas imágenes parciales de diferentes temáticas para intentar evitar “ver lo que quieren ver”

… Sigo sin convencerme, de porque el plasma solo se verá en un anillo y no en el frente del agujero, porque caprichosamente el plasma creado por la fricción de la materia absorbida en las 3 dimensiones, se ubica en solo 2 dimensiones y perpendicular a nuestra linea de visión? si la respuesta es la lente gravitacional recordemos que una lente gravitacional permite ver lo que hay detrás del objeto supermasivo, pero no tapa lo que hay enfrente de él …

El abanico de posibilidades de “lo que se puede ver” publicado en los medios es muy amplio y son imágenes simuladas de muchas formas diferentes basadas en las ecuaciones de campo de la Relatividad General en diferentes condiciones de rotación, densidad, brillo, tamaño, ángulo de visión, longitud de onda observada, etc ... del disco de acreción que envuelve al agujero negro. Hay docenas de trabajos sobre este asunto, publicados en revistas peer-review, que se pueden encontrar fácilmente en Internet. Lamentablemente yo no domino el tema como para entrar en profundidades de detalle en ninguno de ellos, pero he seleccionado 4 significativos con distintas imágenes muy diversas en función de las variables de entrada, por si alguien quiere sumergirse en el detalle de cómo los autores deducen que las ecuaciones conducen a las imágenes que aparecen en esos trabajos, y si fuesen incorrectas, rebatirlas:

Imaging Optically-Thin Hot Spots Near the Black Hole Horizon of Sgr A* at Radio and Near-Infrared Wavelengths
Reconstruction of Static Black Hole Images Using Simple Geometric Forms
Towards the event horizon: the supermassive black hole in the Galactic Center
Imaging Bright Spots in the Accretion Flow Near the Black Hole Horizon of Sgr A*
Event horizon image within black hole shadow

Como ya he dicho, mi nivel (y/o mi motivación y mi tiempo) no me permite entrar en ninguno de esos trabajos, pero existe un artículo de divulgación, escrito por los autores de dos de los estudios que acabo de enlazar, que me parece muy chulo, os lo enlazo: Portrait of a Black Hole

Saludos.

[Richard R Richard]

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

Porque se me hace, lo que la presentadora dice "veremos lo que queremos ver", los algoritmos sugieren mostrar un anillo, pues veremos un anillo, la comunidad científica espera ver un anillo, démosle lo que quieren...


Sigo sin convencerme, de porque el plasma solo se verá en un anillo y no en el frente del agujero, porque caprichosamente el plasma creado por la fricción de la materia absorbida en las 3 dimensiones, se ubica en solo 2 dimensiones y perpendicular a nuestra linea de visión? si la respuesta es la lente gravitacional recordemos que una lente gravitacional permite ver lo que hay detrás del objeto supermasivo, pero no tapa lo que hay enfrente de él.

[Alriga]

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

Intuyo un montón de inteligencia artificial en los algoritmos de procesamiento de información para la generación de las imágenes.

Seguramente, "... Researchers from MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory, the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, and the MIT Haystack Observatory have developed a new algorithm that could help astronomers produce the first image of a black hole ..." leído en MIT News: A method to image black holes

El algoritmo cuyo desarrollo ha liderado Katie Bouman se llama CHIRP = Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors, (Reconstrucción continua de imagen en alta resolución utilizando parches previos)

Saludos.

[arivasm]

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

Intuyo un montón de inteligencia artificial en los algoritmos de procesamiento de información para la generación de las imágenes.

[Alriga]

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

Mirad esta imagen: "¿Cómo obtener una imagen de un objeto que no emite luz? Mirando el material brillante a su alrededor"



El disco de acreción tiene puntos de diferente densidad = diferente brillo y el efecto "lente gravitacional" hace el resto, mira esta animación en la página del EHT:

"Seguimiento de la órbita de los puntos calientes alrededor de un agujero negro: Esta animación muestra cómo un punto caliente en órbita, o una región de alta temperatura en el flujo de acreción alrededor de un agujero negro, aparecería con diferentes inclinaciones de la órbita. El panel superior derecho muestra el punto caliente sin efectos de lente gravitacional. El panel izquierdo principal muestra el punto caliente con lente, comenzando con la órbita de cara y luego aumentando en inclinación hasta que la órbita está de canto a nuestra línea de visión. Se pueden ver imágenes secundarias y terciarias formadas por la gravedad del agujero negro. En la parte inferior derecha, la emisión linealmente polarizada y la emisión total se muestran en función de la fase orbital" EHT Simulations Gallery En esa misma página, clickad la pestaña "Density" para ver la simulación de los puntos de diferente densidad y en la pestaña "Accretion Disk"

No os perdáis este interesantísimo vídeo (presentado por la encantadora Ingeniera Eléctrica Katie Bouman) que explica todo el proceso de obtención de las imágenes, se pueden activar subtítulos en castellano, 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:

La conferenciante en el vídeo, Katie Bouman, es la Directora de Desarrollo del Algoritmo de formación de las imágenes. Se puede leer la transcripción en castellano del vídeo en Katie Bowman: Como fotografiar un agujero negro

Saludos.

[Richard R Richard]

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

Si el experimento ha tenido éxito, veremos publicadas las imágenes al inicio de la primavera de 2018, y se espera que sean algo parecido a esto:

[ATTACH=CONFIG]13040[/ATTACH]

Me parece interesante debatir, porque se espera observar un anillo, y no una esfera, o quizá una forma similar a Saturno si se presentara un disco de acreción o jets.... digo esto porque desde nuestra perspectiva los fotones tienen la misma probabilidad de venir hacia nosotros si están alrededor del horizonte de sucesos dispersandose uniformemente en las 3 direcciones espaciales , por lo que enfrente del agujero la capa de fotones no puede ser nula u oscura... si es correcto pensar que a los lados es más intensa que en el frente, por se mas gruesa la capa, pero no oscura en el centro, incluso los corrimientos doppler de los fotones de la perifería deberían ser distintos a los del frente, variando los colores ,si es que realmente presentaran una imagen en la gamma del visible, y quizá se observe un efecto "similar a la dispersión de Rayleigh".

Y si penrose, la única forma de acceder a las bases tierra adentro en la antártida es en avión, cuando en el sur es verano, diciembre, enero y febrero los aviones aprovisionan para el resto el año a los científicos que trabajan allí, no solo retiran los resultados, son naves tipo Hercules o Antonov, bichos sumamente pesados, para lo cual la pista de hielo debe estar bien preparada y disponible durante una ventana de tiempo muy corta al año.

[Alriga]

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

... ¿a qué se debe esto? "... no es posible volar al o desde el Polo Sur desde febrero hasta octubre..."

Supongo que desde Febrero a Octubre la pista de aterrizaje/despegue del Polo Sur debe quedar inutilizable por el exceso de nieve para el avión del que disponen, y las tormentas y vientos desaconsejan volar allí desde lejos. Recuerda que en el Polo Sur el verano es en Diciembre-Enero-Febrero.

Saludos.

[Penrose]

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

Todos los datos de todos los telescopios excepto el del Polo Sur, llegaron a Alemania y EEUU a finales de abril de 2017. Los datos del Polo Sur aunque también fueron tomados en abril, no llegaron a EEUU y Alemania (tras un largo periplo por mar y aire vía Nueva Zelanda), hasta diciembre de 2017, puesto que no es posible volar al o desde el Polo Sur desde febrero hasta octubre.

Muy interesante Alriga, pero ¿a qué se debe esto?

Un saludo

[Alriga]

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

Me gustó mucho cómo divulgan la noticia en este sitio: http://earthsky.org/space/1st-direct...izon-telescope

Tienes razón está bastante bien, aunque no tan bien como la divulgan en La web de Física,

Saludos.

[arivasm]

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

Me gustó mucho cómo divulgan la noticia en este sitio: http://earthsky.org/space/1st-direct...izon-telescope

[Alriga]

En el centro de nuestra galaxia (La Vía Láctea), se ubica un agujero negro supermasivo conocido como Sagitario A*, cuya masa es de unos cuatro millones de masas solares. En 2017 se ha puesto en marcha un proyecto a escala mundial para intentar obtener, por primera vez en la historia, una imagen del horizonte de sucesos de ese agujero negro.

Dos grandes proyectos de colaboración internacional entre radiotelescopios han aunado sus fuerzas para crear dos grandes telescopios virtuales del tamaño equivalente al de la Tierra: el Event Horizon Telescope (EHT) y el Global mm-VLBI Array (GMVA), que operan en longitudes de onda diferentes. Con esta configuración de telescopios, que se extiende de Norte a sur desde Alemania al Polo Sur y de Este a Oeste desde Francia a Hawaii, se ha observado el agujero negro Sagitario A*

EHT (Event Horizon Telescope) $\lambda=1.3 mm$
ALMA, APEX (Chile)
JCMT, SMA (Hawaii, EE.UU.)
ARO/SMT (Arizona, EE.UU.)
LMT (México)
IRAM 30m (España)
NOEMA (Francia)
SPT (Polo Sur)

GMVA (The Global mm-VLBI Array) $\lambda=3 mm$
ALMA (Chile)
VLBA (8 ubicaciones en EE.UU.)
GBT 100m (West Virginia, EE.UU.)
IRAM 30m (España)
OAN 40m (España)
Instituto de Radioastronomía Max Planck 100 m (Alemania)

Para lograr la imagen se usa la técnica conocida como interferometría de línea de base muy larga (VLBI), consistente en combinar las señales de radiotelescopios separados por miles de kilómetros de distancia para que operen como si fueran uno solo. Esta técnica permite alcanzar un nivel de resolución muy superior al de cualquier radiotelescopio individual: se estima una resolución 2.000 veces superior a la del Telescopio Espacial Hubble. Esta capacidad de resolución es fundamental para poder obtener la imagen del agujero negro, ya que a pesar de tener un horizonte de unas 30 veces el diámetro del Sol, está muy lejos, a más de 26.000 años luz de la Tierra.

Este estudio se inició en marzo de 2017, se realizaron observaciones en longitudes de onda de 3 milímetros con los GMVA y observaciones en longitudes de 1,3 milímetros con los EHT. ¿Cómo se pretende observar el horizonte de sucesos? Cuando materia en forma de gas o polvo se acerca al agujero negro, éste se traga directamente el material o bien lo atrapa en órbita. Cerca del horizonte de sucesos, la atracción gravitacional es tan intensa que la materia que lo orbita alcanza velocidades relativistas, (cercanas a la de la luz). La fricción provocada en ese material lo lleva a temperaturas enormemente elevadas y lo convierte en plasma, formando un brillante anillo de fotones de todas las longitudes de onda que delinea una “sombra” negra en el centro, que es la imagen que se pretende obtener.

¿Cómo funciona el método VLBI? En el sistema VLBI, cada antena está equipada con un reloj atómico muy preciso que registra el momento en que se recibe cada señal de radio proveniente del objeto observado. A continuación, se sintetizan los datos usando los tiempos como referencia para poder ajustar con precisión el momento de llegada de cada onda de radio a cada antena.

Entre radiotelescopios cercanos cada antena recibe señales del objeto y luego las envía a través de cables de fibra óptica a una sala ubicada en las instalaciones del observatorio, donde son procesadas y combinadas por una supercomputadora.

Cuando los telescopios se encuentran a miles de kilómetros de distancia unos de otros en distintas partes del planeta, es imposible conectarlos por fibra óptica a una misma sala de control. Entonces se usa una técnica diferente: primero cada telescopio obtiene los datos y los guarda en discos duros locales. Luego, se envían estos dispositivos a un mismo lugar para extraer la información y procesarla en una computadora.

Todos los datos de todos los telescopios excepto el del Polo Sur, llegaron a Alemania y EEUU a finales de abril de 2017. Los datos del Polo Sur aunque también fueron tomados en abril, no llegaron a EEUU y Alemania (tras un largo periplo por mar y aire vía Nueva Zelanda), hasta diciembre de 2017, puesto que no es posible volar al o desde el Polo Sur desde febrero hasta octubre. En este momento se está procesando la información.

Además de observar a Sagitario A* también se ha observado el agujero negro del centro de la galaxia elíptica M87 en la constelación de Virgo, que aunque está mucho más lejos que Sagitario A, su masa es mayor, se estima que de unos 6500 millones de masas solares. (Siendo optimistas, tal vez se publiquen 2 imágenes de 2 agujeros negros)

Si el experimento ha tenido éxito, veremos publicadas las imágenes al inicio de la primavera de 2018, y se espera que sean algo parecido a esto:

Información adicional: The data is in. The numbers are being crunched

Permaneceremos atentos, saludos