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

[Alriga]

Primicia en español en LwdF: La sombra del agujero negro M87* oscila

En 2019, la colaboración Event Horizon Telescope (EHT) entregó la primera imagen de un agujero negro, M87*, el ag.neg. supermasivo en el centro de la galaxia M87. El equipo de EHT ahora ha utilizado las lecciones aprendidas el año pasado para analizar los conjuntos de datos de archivo de 2009-2013, algunos de ellos no publicados antes. El análisis revela el comportamiento de la imagen del agujero negro a lo largo de varios años, lo que indica la persistencia de la característica de sombra en forma de media luna, pero también una variación de su orientación: la "media luna" parece tambalearse. Los resultados completos aparecen hoy (pdf gratuito) en The Astrophysical Journal: Monitoring the Morphology of M87* in 2009–2017 with the Event Horizon Telescope

"El año pasado vimos una imagen de la sombra de un agujero negro, que consiste en una media luna brillante formada por plasma caliente girando alrededor de M87 * y una parte central oscura, donde esperamos que esté el horizonte de eventos del agujero negro", dice Wielgus primer firmante del artículo. “Pero esos resultados se basaron solo en observaciones realizadas durante una ventana de una semana en abril de 2017, que es demasiado corta para ver muchos cambios. Basándonos en los resultados del año pasado hicimos las siguientes preguntas: ¿Es esta morfología en forma de media luna consistente con los datos de archivo? ¿Los datos de archivo indicarían un tamaño y orientación similares de la media luna?"

Las observaciones de 2009-2013 consisten en muchos menos datos que las realizadas en 2017, lo que hace imposible crear una imagen. En cambio, el equipo de EHT utilizó modelos estadísticos para observar los cambios en la apariencia de M87* a lo largo del tiempo. Si bien no se hacen suposiciones sobre la morfología de la fuente en el enfoque de imágenes, en el enfoque de modelado los datos se comparan con una familia de plantillas geométricas, en este caso anillos de brillo no uniforme. Luego se emplea un marco estadístico para determinar si los datos son consistentes con dichos modelos y para encontrar los parámetros del modelo que mejor se ajusten.

Ampliando el análisis a las observaciones de 2009-2017, los científicos han demostrado que M87* se adhiere a las expectativas teóricas. El diámetro de la sombra del agujero negro se ha mantenido consistente con la predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein para un agujero negro de 6.500 millones de masas solares. "En este estudio, mostramos que la morfología general, o la presencia de un anillo asimétrico, probablemente persista en escalas de tiempo de varios años", dice Kazu Akiyama colaborador del proyecto. "La coherencia a lo largo de múltiples épocas de observación nos da más confianza que nunca sobre la naturaleza de M87* y el origen de la sombra".

Pero aunque el diámetro de la media luna se ha mantenido constante, el equipo de EHT descubrió que los datos ocultaban una sorpresa: el anillo se bambolea, y eso significa una gran noticia para los científicos. Por primera vez, pueden vislumbrar la estructura dinámica del flujo de acreción tan cerca del horizonte de eventos del agujero negro, en condiciones de gravedad extrema. El estudio de esta región es la clave para comprender fenómenos como el lanzamiento de un jet relativista, y permitirá a los científicos formular nuevos tests de la teoría de la relatividad general.

El gas que cae sobre un agujero negro se calienta a miles de millones de grados, se ioniza y se vuelve turbulento en presencia de campos magnéticos. "Debido a que el flujo de materia es turbulento, la media luna parece oscilar con el tiempo”, dice Wielgus. “En realidad, vemos mucha variación allí, y no todos los modelos teóricos de acreción permiten tanto bamboleo. Lo que significa es que podremos empezar a descartar algunos de los modelos basándonos en la dinámica de la fuente observada"

Mirad el gif 1/3, 2/3 y 3/3:

"Estos primeros experimentos de EHT nos han proporcionado un tesoro de potenciales observaciones a largo plazo que el EHT actual, incluso con su notable capacidad de generación de imágenes, no puede conseguir", dijo Shep Doeleman, director fundador de EHT. “Cuando medimos por primera vez el tamaño de M87* en 2009, no podíamos prever que nos daría el primer vistazo de la dinámica de los agujeros negros. Si desea ver la evolución de un agujero negro durante una década, no hay sustituto ha tener una década de datos"

A nivel divulgación: New analysis of black hole reveals a wobbling shadow

Saludos.

PD 24/09/2020. La noticia comentada en Nature, "La primera imagen de un agujero negro es ahora una película": The first-ever image of a black hole is now a movie

Animación que representa un año de evolución de la imagen M87* según simulaciones numéricas. Se muestra el ángulo de posición medido del lado brillante de la media luna, junto con un anillo de 42 microsegundos de arco. Para una parte de la animación, se muestra la imagen borrosa, a la resolución del EHT:

ACTUALIZADO 29/09/2020 Enlazo el artículo que acaba de publica Francis: La primera película de la sombra del agujero negro M87* gracias a EHT

[Alriga]

Test gravitacional más allá del primer orden postnewtoniano con la sombra del agujero negro de M87.

Hoy leo que al analizar la primera imagen del agujero negro de la galaxia cercana M87, los investigadores han obtenido pruebas cuantitativas de relatividad general en los campos gravitacionales más fuertes estudiados hasta el momento.

En 2019, el Event Horizon Telescope (EHT) lanzó la primera imagen de un agujero negro supermasivo en la galaxia cercana M87. Al revelar una sombra circular cuyo diámetro estaba dentro del 17% de las predicciones, la medición proporcionó una confirmación cualitativa de la relatividad general al tiempo que dejaba espacio para teorías alternativas de la gravedad. Ahora, un análisis más detallado de EHT Collaboration muestra que la forma de la sombra puede proporcionar restricciones cuantitativas en estos modelos alternativos. El nuevo trabajo representa una prueba de la teoría General de la Relatividad de Einstein en regímenes de campo fuerte que nunca han sido explorados.

La relatividad general ha superado innumerables pruebas con gran éxito. La mayoría de las pruebas se han realizado bajo los campos gravitacionales débiles que se encuentran dentro de nuestro Sistema Solar. Pero hay que tener en cuenta que las desviaciones de la relatividad solo pueden aparecer en una gravedad más fuerte. Las recientes observaciones de LIGO y Virgo sobre fusiones de agujeros negros han investigado regímenes de campos más fuertes, lo que ha demostrado que la teoría se mantiene en el espacio-tiempo curvo de agujeros negros tan pesados como de unas 150 masas solares. Con M87*, que es más de seis mil millones de veces más pesado que el Sol, los investigadores han extendido estas pruebas a espaciotiempos radicalmente más deformados.

En el estudio se han considerando dos modelos alternativos distintos de gravedad y el equipo ha descubierto que las desviaciones respectivas de la relatividad en los modelos de campo fuerte se mostrarían en los parámetros estudiados. Estos parámetros, que aparecen en aproximaciones de la gravedad newtoniana que explican los efectos relativistas observados, están directamente relacionados con la forma de la sombra. Usando esta información, los investigadores calcularon restricciones sobre las desviaciones de la relatividad que son comparables en magnitud a las derivadas de las pruebas de ondas gravitacionales. Se espera que cuando el EHT publique la imagen de Sagitario A*, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, estas limitaciones serán mucho más estrictas.

El estudio publicado en PHYSICAL REVIEW LETTERS es Gravitational Test beyond the First Post-Newtonian Order with the Shadow of the M87 Black Hole que dice en el abstract:

Las observaciones del Event Horizon Telescope (EHT) de 2017 de la fuente central en M87 han llevado a la primera medición del tamaño de la sombra de un agujero negro. Esta observación ofrece una prueba gravitacional nueva y limpia de la métrica del agujero negro en el régimen de campo fuerte.
Demostramos analíticamente que los espaciotiempos que se desvían de la métrica de Kerr pero satisfacen las pruebas de campo débil pueden conducir a grandes desviaciones en las sombras predichas de los agujeros negros que son inconsistentes incluso con las mediciones actuales de EHT. Usamos cálculos numéricos de métricas regulares, paramétricas, que no son de Kerr para identificar la característica común entre estas diferentes parametrizaciones que controlan el tamaño de sombra predicho.
Mostramos que las medidas del tamaño de la sombra imponen restricciones significativas en los parámetros de desviación que controlan el segundo orden post-Newtoniano y superior de cada métrica y son, por lo tanto, inaccesible a las pruebas de campo débil. Las nuevas restricciones son complementarias a las impuestas por las observaciones de ondas gravitacionales de fuentes de masa estelar.

Saludos.

[Alriga]

La colaboración EHT (Event Horizon Telescope), que produjo la primera imagen de un agujero negro, ha revelado hoy cómo se ve con luz polarizada el enorme objeto que hay en el centro de la galaxia Messier 87 (M87). Es la primera vez que los astrónomos son capaces de medir la polarización (una huella que dejan los campos magnéticos) tan cerca del borde de un agujero negro. Las observaciones son clave para explicar cómo la galaxia M87, situada a 55 millones de años luz de distancia, es capaz de lanzar chorros energéticos desde su núcleo.

Lo que vemos es la siguiente evidencia crucial para entender cómo se comportan los campos magnéticos alrededor de los agujeros negros, y cómo la actividad en esta región muy compacta del espacio puede generar potentes chorros que se extienden mucho más allá de la galaxia.

El 10 de abril de 2019, EHT publicó la primera imagen de un agujero negro. Desde entonces, la colaboración EHT ha profundizado en los datos recopilados en 2017 sobre el objeto supermasivo que se encuentra en el corazón de la galaxia M87. Han descubierto que una fracción significativa de la luz que hay alrededor del agujero negro M87 está polarizada.

Este trabajo es un hito importante: la polarización de la luz lleva información que nos permite entender mejor la física que hay detrás de la imagen que vimos en abril de 2019, algo que antes no era posible. La presentación de esta nueva imagen de luz polarizada ha requerido años de trabajo debido a las complejas técnicas implicadas en la obtención y análisis de los datos.
La luz se polariza cuando pasa por ciertos filtros, como las gafas de sol polarizadas, o cuando se emite en regiones calientes del espacio donde hay campos magnéticos. Del mismo modo en que las lentes de sol polarizadas nos ayudan a ver mejor reduciendo los reflejos y el deslumbramiento que provocan las superficies brillantes, los astrónomos pueden obtener una visión más precisa de la región que hay alrededor del agujero negro estudiando cómo se polariza la luz que se origina en ella. En concreto, la polarización permite a los astrónomos mapear las líneas de campo magnético presentes en el borde interior del agujero negro.

Las imágenes polarizadas recién publicadas son clave para entender cómo el campo magnético permite que el agujero negro ‘coma’ materia y lance potentes chorros.

Los brillantes chorros de energía y materia que emergen del núcleo de M87 y se extienden al menos 5000 años luz desde su centro, son una de las características más misteriosas y energéticas de esta galaxia. La mayoría de la materia que hay cerca del borde de un agujero negro acaba precipitándose en él. Sin embargo, algunas de las partículas circundantes escapan momentos antes de la captura y son lanzadas al espacio a grandes distancias en forma de chorros.

Los astrónomos se han basado en diferentes modelos de cómo se comporta la materia cerca de este agujero negro para entender mejor el proceso. Pero todavía no saben exactamente cómo se lanzan chorros más grandes que la propia galaxia desde su región central (comparable en tamaño al Sistema Solar), ni cómo cae la materia en el agujero negro. Con la nueva imagen obtenida por el EHT del agujero negro y su sombra en luz polarizada, los astrónomos han podido estudiar por primera vez la región que hay justo fuera del agujero negro, donde tiene lugar esta interacción entre la materia que fluye y la que es expulsada.

Las observaciones proporcionan nueva información sobre la estructura de los campos magnéticos que hay justo fuera del agujero negro. El equipo vio que, para explicar lo que están viendo en el horizonte de sucesos, solo encajaban los modelos teóricos que incluían gas fuertemente magnetizado.

Las observaciones sugieren que los campos magnéticos del borde del agujero negro son lo suficientemente fuertes como para tirar del gas caliente, haciendo que resista la atracción gravitatoria. Sólo el gas que se desliza a través del campo puede entrar en espiral hacia el horizonte de sucesos.

Estos nuevos resultados se publican hoy en 3 papers en The Astrophysical Journal Letters, (se pueden descargar los PDFs) :

• First M87 Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring
• First M87 Event Horizon Telescope Results. VIII. Magnetic Field Structure near The Event Horizon
• Polarimetric Properties of Event Horizon Telescope Targets from ALMA
• Fuente a nivel divulgación en la web de EHT: Astronomers Image Magnetic Fields at the Edge of M87’s Black Hole

Vídeos con subtítulos en español:

Saludos.

[Alriga]

"Propiedades multilongitud de onda de banda ancha de M87 durante la campaña Event Horizon Telescope 2017". Este es el título de un artículo recién publicado en The Astrophysical Journal Letters en el que aparece esta imagen que a mi me parece espectacular:

Son imágenes de la galaxia M87 en todas las longitudes de onda, desde ondas de radio $\lambda=100 \ m$ , hasta rayos gamma $\lambda=10^{-20} \ m$.

La inmensa atracción gravitacional de un agujero negro supermasivo puede impulsar chorros de partículas que viajan casi a la velocidad de la luz a través de grandes distancias. Los chorros de M87 producen "luz" que abarca todo el espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta luz visible y rayos gamma. Este patrón es diferente para cada agujero negro. La identificación de este patrón brinda información crucial sobre las propiedades de un agujero negro, por ejemplo, su giro y producción de energía, pero es un desafío porque el patrón cambia con el tiempo.

Los científicos compensaron esta variabilidad coordinando observaciones con muchos de los telescopios más poderosos del mundo en tierra y en el espacio, recolectando "luz" de todo el espectro. Estas observaciones de 2017 fueron la campaña de observación simultánea más grande jamás realizada en un agujero negro supermasivo con jets.

Tres observatorios participaron en la campaña histórica: el Submillimeter Array (SMA) en Hilo, Hawaii; el Observatorio espacial de rayos X Chandra; y el Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) en el sur de Arizona.

Comenzando con la imagen ahora icónica del EHT de M87, un nuevo vídeo lleva a los espectadores a un viaje a través de los datos de cada telescopio. Cada cuadro consecutivo muestra datos en muchos factores de diez en escala, tanto de longitud de onda de luz como de tamaño físico.

La secuencia comienza con la imagen de abril de 2019 del agujero negro. Luego se mueve a través de imágenes de otros conjuntos de radiotelescopios de todo el mundo (SMA), moviéndose hacia afuera en el campo de visión durante cada paso. A continuación, la vista cambia a telescopios que detectan luz visible, luz ultravioleta y rayos X (Chandra). La pantalla se divide para mostrar cómo estas imágenes, que cubren la misma cantidad de cielo al mismo tiempo, se comparan entre sí. La secuencia termina mostrando lo que los telescopios de rayos gamma en el suelo (VERITAS), y Fermi en el espacio, detectan desde este agujero negro y su chorro.

Cada telescopio ofrece información diferente sobre el comportamiento y el impacto del agujero negro de 6500 millones de masas solares en el centro de M87, que se encuentra a unos 55 millones de años luz de la Tierra. Los datos fueron recopilados por un equipo de 760 científicos e ingenieros de casi 200 instituciones, que abarcan 32 países o regiones, y utilizan observatorios financiados por agencias e instituciones de todo el mundo. Las observaciones se concentraron desde finales de marzo hasta mediados de abril de 2017.

La combinación de datos de estos telescopios y las observaciones actuales (y futuras) de EHT permitirán a los científicos llevar a cabo importantes líneas de investigación en algunos de los campos de estudio más importantes y desafiantes de la astrofísica. Por ejemplo, los científicos planean utilizar estos datos para mejorar las pruebas de la teoría de la relatividad general de Einstein.

Y una noticia importante:

La publicación de este nuevo tesoro de datos coincide con la campaña de observación de 2021 del EHT, que aprovecha una gama mundial de antenas de radio, la primera desde 2018. La campaña del año pasado 2020 se canceló debido a la pandemia de COVID-19, y el año anterior 2019 se suspendió debido a problemas técnicos imprevistos. Esta misma semana, durante seis noches, los astrónomos de EHT apuntan a varios agujeros negros supermasivos: el de M87 nuevamente, el de nuestra galaxia Sagitario A *, y varios agujeros negros más distantes. En comparación con 2017, la matriz se ha mejorado al agregar tres radiotelescopios más: el Telescopio de Groenlandia, el Telescopio Kitt Peak de 12 metros en Arizona y el Sistema Milimétrico Extendido NOrthern (NOEMA) en Francia.

El documento científico es Broadband Multi-wavelength Properties of M87 during the 2017 Event Horizon Telescope Campaign, observad que permite descargar el PDF gratis.

Saludos.

[Alriga]

Nuevo test de validez de la Relatividad General de Einstein.

Veo el estudio “Poniendo a prueba la métrica del agujero negro. Sombras de agujeros negros y fusiones binarias de agujeros negros” En él un grupo de físicos han comprobado la Relatividad de Einstein a través de la combinación de observaciones del agujero negro supemasivo M87* (de 6500 millones de masas solares) realizadas por el Event Horizon Telescope (EHT) y las observaciones de LIGO-Virgo de las fusiones de agujeros negros GW170608 (19 masas solares) y GW190924 (14 masas solares) Observamos que la diferencia de masa entre los agujeros negros estudiados es de 8 órdenes de magnitud, y en ese amplio rango los investigadores no han encontrado evidencia de desviaciones de la Relatividad General.

Resumo el abstract:

En la relatividad general, los espacio-tiempo de los agujeros negros se describen mediante la métrica de Kerr. En este trabajo, cuantificamos los límites superiores de las posibles desviaciones de la métrica de los agujeros negros impuestos por las observaciones de las sombras de los agujeros negros y de las fusiones binarias de los agujeros negros, con el fin de explorar los límites experimentales actuales de las posibles violaciones de la Relatividad General.
Concluimos que, en la actualidad, no hay evidencia de una desviación de la métrica de Kerr a lo largo de los 8 órdenes de magnitud en masas y 16 órdenes en curvaturas que abarcan los dos tipos de agujeros negros.

El preprint del estudio científico es Probing the Black Hole Metric. I. Black Hole Shadows and Binary Black-Hole Inspirals y se va a publicar en breve en Physical Review D.

Saludos.

[carroza]

Gracias, Alriga.

He leido el artículo, un poco en diagonal, para intentar cuantificar hasta qué punto se ha comprobado la relatividad general (10%, 1%, 0.00001%), en este trabajo.

Como los autores indican, esta cuestión no es facil de planear (y menos de resolver), porque para ello deberíamos tener una teoría alternativa a la RG, que diera predicciones diferentes, y ver hasta que punto los experimentos, con sus incertidumbres, se acercan más a la RG , que a la teoría alternativa. Esa teoría alternativa no existe, y entiendo que los autoresmodifican RG, introduciendo ciertos coeficientes, y intentan obtener los valores de dichos coeficientes.

Tras mi lectura, en diagonal, entiendo que la figura más relevante es la figura 9, donde se introduce un parametro delta, llamado "fractional deviation", que es consistente con la RG, dento de un 20%. Lo que sí rresulta llamativo es que ese rango parece constante, independientemente de que se consideren curvaturas muy grandes (GW), o curvaturas mucho más pequeñas (M87).

Así que yo entiendo que este trabajo indica que RG es váida dentro de un 20%, pero evidentemente puedo estar malinterpretando el trabajo.

Un saludo

[Alriga]

(**) "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

(**) 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”...

¿Habrán conseguido "neutralizar" la "borrosidad" que producían en las imágenes los cambios rápidos en el entorno de SgrA*? Es posible que lo sepamos el próximo 12 de mayo:

Asunto: EHT anunciará resultados innovadores sobre el centro de nuestra galaxia. La Fundación Nacional de Ciencias de EEUU conjuntamente con Event Horizon Telescope Collaboration realizará una conferencia de prensa para anunciar un descubrimiento innovador en la Vía Láctea.

Lugar: The National Press Club, 529 14th St NW, Washington, DC, 20045. El evento también se transmitirá en vivo en línea.

Quién: Inicialmente la Directora de Operaciones de NSF, Karen Marrongelle, pronunciará un discurso de apertura. A continuación un panel de investigadores del Event Horizon Telescope, o EHT, presentará sus hallazgos y responderá las preguntas de los medios:

• Katherine (Katie) L. Bouman, profesora asistente de Computación y Ciencias Matemáticas, Ingeniería Eléctrica y Astronomía en Caltech
• Vincent Fish, científico investigador del Observatorio Haystack del MIT
• Michael Johnson, astrofísico del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian
• Feryal Özel, profesor de astronomía y física en la Universidad de Arizona

Cuándo: jueves 12 de mayo de 2022 a las 13:00 TU.

Seguiremos atentos, saludos.

[Alriga]

¡¡Ya tenemos imagen del EHT del agujero negro del centro de la Vía Láctea!!

Información en Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy

Este logro fue considerablemente más difícil que para M87*, aunque Sgr A* está mucho más cerca de nosotros. El científico de EHT Chi-kwan ('CK') Chan, explica: “El gas en las cercanías de los agujeros negros se mueve prácticamente a la misma velocidad: casi tan rápido como la luz, tanto alrededor de Sgr A* como de M87*. Pero mientras el gas tarda de días a semanas en orbitar el más grande M87*, en el mucho más pequeño Sgr A* completa una órbita en apenas minutos. Esto significa que el brillo y el patrón del gas alrededor de Sgr A* estaba cambiando rápidamente mientras la Colaboración EHT lo observaba, es un poco como tratar de tomar una imagen clara de un cachorro persiguiéndose rápidamente la cola”.

Los investigadores tuvieron que desarrollar nuevas herramientas sofisticadas que explicaran el movimiento de gas alrededor de Sgr A*. Si bien M87* era un objetivo más fácil y estable, con casi todas las imágenes con el mismo aspecto, ese no fue el caso de Sgr A*. La imagen del agujero negro Sgr A* es un promedio de las diferentes imágenes que extrajo el equipo, revelando finalmente al gigante que acecha en el centro de nuestra galaxia por primera vez.

Para superar los desafíos de obtener imágenes de Sgr A*, el equipo trabajó rigurosamente durante cinco años, usando supercomputadoras para combinar y analizar sus datos, mientras compilaba una biblioteca sin precedentes de agujeros negros simulados para compararlos con las observaciones.

Los científicos están particularmente emocionados de tener finalmente imágenes de dos agujeros negros de tamaños muy diferentes, lo que ofrece la oportunidad de comprender cómo se comparan y contrastan. También han comenzado a utilizar los nuevos datos para probar teorías y modelos sobre cómo se comporta el gas alrededor de los agujeros negros supermasivos. Este proceso aún no se comprende por completo, pero se cree que juega un papel clave en la formación y evolución de las galaxias.

La Colaboración Event Horizon Telescope (EHT) ha creado una sola imagen (marco superior) del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, llamado Sagittarius A* (o Sgr A* para abreviar), mediante la combinación de imágenes extraídas de las observaciones del EHT .

La imagen principal se produjo promediando miles de imágenes creadas utilizando diferentes métodos computacionales, todos los cuales se ajustan con precisión a los datos de EHT. Esta imagen promediada conserva las características que se ven con más frecuencia en las imágenes variadas y suprime las características que aparecen con poca frecuencia.

Las imágenes también se pueden agrupar en cuatro grupos en función de características similares. En la fila inferior se muestra una imagen representativa promediada para cada uno de los cuatro grupos. Tres de los cúmulos muestran una estructura de anillo pero con diferente brillo distribuido alrededor del anillo. El cuarto grupo contiene imágenes que también se ajustan a los datos pero que no parecen anillos.

Los gráficos de barras muestran el número relativo de imágenes que pertenecen a cada grupo. Miles de imágenes cayeron en cada uno de los primeros tres grupos, mientras que el cuarto y más pequeño grupo contiene solo cientos de imágenes. Las alturas de las barras indican los "pesos" relativos o las contribuciones de cada grupo a la imagen promediada en la parte superior.

Saludos.

[Jaime Rudas]

Cabe anotar que Sgr A* se lee "Sagitario A estrella" y no "estrella Sagitario A" como lo he oído en la traducción de algunas conferencias.

[Alriga]

Los estudios científicos (10 en total) sobre la obtención de las imágenes de Sgr A* por parte del EHT acaban de ser publicados en The Astrophysical Journal Letters, este es el enlace para acceder a ellos, son gratis: Focus on First Sgr A* Results from the Event Horizon Telescope

Saludos.

[Alriga]

Publicado ayer en The Astronomical Journal Letters el artículo titulado The Image of the M87 Black Hole Reconstructed with PRIMO en el que se lee en el abstract:

Presentamos una nueva reconstrucción de la imagen del Event Horizon Telescope (EHT) del agujero negro M87 con el conjunto de datos de 2017. Usamos PRIMO, un novedoso algoritmo basado en el "aprendizaje de diccionario" que usa simulaciones de alta fidelidad de agujeros negros en acreción como un conjunto de entrenamiento-aprendizaje. Al aprender las correlaciones entre las diferentes regiones del espacio de datos interferométricos, este enfoque nos permite recuperar imágenes de alta fidelidad incluso en presencia de cobertura escasa y alcanzar la resolución nominal de la matriz EHT. La imagen del agujero negro comprende un delgado anillo brillante con un diámetro de 41,5 ± 0,6 μas y un ancho fraccional que es al menos un factor de 2 más pequeño que el publicado anteriormente. Esta mejora tiene implicaciones importantes para medir la masa del agujero negro central en M87 según las imágenes EHT.

Figura 1. (Izquierda) Imagen EHT del agujero negro en el centro de M87 basada en datos de 2017, según lo informado en Event Horizon Telescope Collaboration en 2019. (Centro) Resultado de reconstruir la imagen aplicando PRIMO al mismo conjunto de datos. (Derecha) La imagen PRIMO borrosa a la resolución de la matriz EHT. El diámetro del anillo de emisión, la asimetría de brillo norte-sur y la depresión de brillo central están presentes en todas las imágenes. La imagen PRIMO ofrece una utilización superior de la resolución y el rango dinámico de la matriz EHT

Dice la autora principal, Lia Medeiros, "con nuestra nueva técnica de aprendizaje automático, PRIMO, pudimos lograr la resolución máxima de la matriz actual. Dado que no podemos estudiar los agujeros negros de cerca, el detalle de una imagen juega un papel fundamental en nuestra capacidad para comprender su comportamiento. El ancho del anillo en la imagen ahora es más pequeño por un factor de dos, lo que será una poderosa restricción para nuestros modelos teóricos y pruebas de gravedad"

PRIMO se basa en una rama del aprendizaje automático conocida como "aprendizaje de diccionario", que enseña a las computadoras ciertas reglas exponiéndolas a miles de ejemplos. El poder de este tipo de aprendizaje automático se ha demostrado de muchas maneras, desde crear obras de arte de estilo renacentista hasta completar la obra inacabada de Beethoven. Al aplicar PRIMO a la imagen EHT de Messier 87, las computadoras analizaron más de 30000 imágenes simuladas de alta fidelidad de gas que se acumula en un agujero negro para buscar patrones comunes en las imágenes. A continuación, los resultados se combinaron para proporcionar una representación muy precisa de las observaciones del EHT y, al mismo tiempo, proporcionar una estimación de alta fidelidad de la estructura faltante de la imagen. Un artículo relacionado con el algoritmo en sí se publicó anteriormente en The Astrophysical Journal el 3 de febrero de 2023: Principal-Component Interferometric Modeling (PRIMO), an Algorithm for EHT Data I: Reconstructing Images from Simulated EHT Observations.

PRIMO es un nuevo enfoque para la difícil tarea de construir imágenes a partir de observaciones de EHT. Proporciona una forma de compensar la información faltante sobre el objeto que se observa, que se requiere para generar la imagen que se habría visto utilizando un único radiotelescopio gigantesco del tamaño de la Tierra.

El equipo confirmó que la imagen recién renderizada es consistente con los datos de EHT y con las expectativas teóricas, incluido el anillo brillante de emisión que se espera que produzca el gas caliente que cae en el agujero negro.

La nueva imagen debería conducir a determinaciones más precisas de la masa del agujero negro Messier 87 y los parámetros físicos que determinan su apariencia actual. Los datos también brindan una oportunidad para que los investigadores establezcan mayores restricciones en las alternativas al horizonte de sucesos (basado en la depresión de brillo central más oscura) y realicen pruebas de gravedad más sólidas (basadas en el tamaño de anillo más estrecho). PRIMO también se podrá aplicar a observaciones adicionales de EHT, incluidas las de Sagittarius A*, el agujero negro central en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

La imagen de 2019 fue solo el comienzo”, dijo Medeiros. “Si una imagen vale más que mil palabras, los datos que subyacen a esa imagen tienen muchas más historias que contar. PRIMO seguirá siendo una herramienta fundamental para extraer tales conocimientos”

El artículo de divulgación en la web de la National Science Fundation es: A Sharper Look at the First Image of a Black Hole. Machine learning reconstructs new image of Messier 87 from Event Horizon Telescope data.

Saludos.

[Alriga]

Descubren que ¡el jet de M87* se mueve y bastante deprisa! En posts anteriores hemos hablado del jet que emite el agujero negro supermasivo M87*

Pues según publica la prestigiosa revista Nature, observaciones mediante radiotelescopios realizadas a lo largo de los últimos 20 años demuestran que el jet sufre una precesión de unos ~9º grados de amplitud con un período de unos ~11 años.

Panel superior: Estructura del chorro de M87 a 43 GHz observado entre 2013 y 2018. Las flechas blancas indican el ángulo de posición del chorro.
Panel inferior: Mejores resultados de ajuste basados en las imágenes obtenidas desde el 2000 hasta el 2022. Los puntos verdes y azules se obtienen a partir de observaciones a 22 GHz y 43 GHz, respectivamente. La línea roja representa el mejor ajuste según el modelo de precesión. Crédito: Yuzhu Cui et al. 2023

Representación esquemática del modelo de disco de acreción inclinado. Se asume que el eje de giro del agujero negro es vertical. La dirección del chorro es casi perpendicular al disco. La desalineación entre el eje de giro del agujero negro y el eje de rotación del disco provoca la precesión del disco y del chorro. Crédito: Yuzhu Cui et al. 2023, Intouchable Lab@Openverse y Zhejiang Lab

Dice el abstract del artículo de Nature:

La cercana radiogalaxia M87 ofrece una oportunidad única para explorar las conexiones entre el agujero negro supermasivo central y los chorros relativistas. Estudios previos de la región interior de M87 revelaron un amplio ángulo de apertura para el chorro que se origina cerca del agujero negro. El Event Horizon Telescope resolvió la fuente de radio central y encontró una estructura de anillo asimétrica consistente con las expectativas de la relatividad general. Con una base de 17 años de observaciones, hubo un cambio en la posición transversal del chorro, posiblemente debido a una cuasiperiodicidad de 8 a 10 años. Sin embargo, el origen de este desplazamiento lateral sigue sin estar claro. Aquí presentamos un análisis de observaciones de radio durante 22 años que sugiere un período de aproximadamente 11 años para la variación en el ángulo de posición del chorro. Inferimos que estamos viendo un agujero negro giratorio que induce la precesión Lense-Thirring de un disco de acreción desalineado. Una precesión de chorros similar puede ocurrir comúnmente en otros núcleos galácticos activos, pero ha sido difícil de detectar debido a la pequeña magnitud y el largo período de variación.

El enlace es: Precessing jet nozzle connecting to a spinning black hole in M87

Saludos.