Imatges polaritzades de M87* obtingudes amb l’EHT a una freqüència de 230 GHz.

La col·laboració de l’Event Horizon Telescope (EHT), una xarxa global de radiotelescopis capaços de convertir la Terra en un únic telescopi virtual, de la qual forma part el Grup de Radioastronomia de la Universitat de València (UV), acaba de publicar una sèrie de noves imatges del forat negre central de la galàxia M87 (conegut com a M87*). Les imatges revelen estructures polaritzades canviants, relacionades amb un entorn molt dinàmic als voltants de l’horitzó de successos (la regió del forat negre des d’on res es pot escapar, ni tan sols la llum).

A més, aquesta investigació mostra les primeres evidències d’emissió del doll relativista (una enorme estructura de forma quasi cilíndrica, constituïda per material que és expulsat a altes velocitats des dels voltants del forat negre) directament amb l’anell de llum i aporta informació sobre com naix el doll relativista des dels voltants de l’horitzó de successos.

Aquests nous resultats, publicats avui dimarts en la revista Astronomy & Astrophysics, ofereixen noves aportacions al problema de com es comporten la matèria i l’energia en els voltants d’aquest tipus de forats negres.

“Aquests resultats confirmen el que ja havíem aprés de M87*, gràcies a l’EHT, però també ens plantegen noves i fascinants preguntes sobre la física als voltants dels forats negres”, comenta Iván Martí-Vidal, membre de l’EHT i investigador i professor del Departament d’Astronomia i Astrofísica de la Universitat de València.

A una distància d’uns 55 milions d’anys llum, al cor de la galàxia M87, habita un forat negre supermassiu de més de 6000 milions de masses solars. L’EHT va fer pública la primera imatge del forat negre de M87 a l’abril de 2019. Aquella imatge corresponia a observacions preses el 2017. Ara, combinant aquestes dades amb noves observacions preses els anys 2018 i 2021, els astrònoms de l’EHT han fet el següent pas cap a la comprensió de la manera com funcionen i canvien els camps magnètics prop de l’horitzó de successos.

“Una cosa remarcable d’aquests resultats és que, mentre que l’anell de llum ha mantingut la seua grandària al llarg dels anys (confirmant la relativitat general d’Einstein), els patrons de polarització sí que han canviat molt”, declara Paul Tiede, astrònom del CfA (Harvard/Smithsonian) i coautor de l’article. “Això ens diu que el plasma magnetitzat que envolta el forat negre és de tot menys estacionari; és dinàmic i complex, la qual cosa porta al límit la predictibilitat dels nostres models teòrics”.

“Any rere any millorem la xarxa de l’EHT, afegint-hi nous telescopis i millorant-ne la instrumentació i els algorismes”, explica Michael Janssen, professor assistent a la Universitat de Nijmegen i membre del comitè científic de l’EHT. “Totes aquestes millores ens permeten afinar molt aquests nous resultats, que segurament ens mantindran ocupats molt de temps”.

Entre 2017 i 2021, el patró de polarització (bàsicament, la forma de la imatge polaritzada) de M87* ha canviat dràsticament. El 2018, es veuen oposats als de 2017 (és a dir, espirant en direcció contrària), per a tornar de nou a la direcció original el 2021. “Aquests resultats, especialment el de 2018, van ser totalment inesperats”, comenta Jongho Park, de la Universitat de Kyunghee i membre de l’EHT.

“Un canvi tan radical en l’estructura polaritzada pot respondre a diverses causes, tant dins de la regió mateixa d’emissió, o relacionades amb algun embolcall canviant de plasma magnetitzat”, afirma Ezequiel Albentosa, estudiant de doctorat de la Universitat de València i membre de l’EHT.

A mesura que l’EHT expandeix les seues capacitats observacionals, els nous resultats que es van obtenint no deixen de fascinar els astrònoms (que estan aprofundint notablement en la comprensió de la dinàmica dels forats negres) i el públic general. “Aquests resultats mostren com l’EHT està evolucionant cap a un observatori capaç no sols de produir imatges sorprenents, sinó d’ajudar a construir una comprensió coherent i robusta de la física de forats negres”, sentencia Mariafelicia De Laurentis, professora de la Universitat Frederic II de Nàpols i científica del projecte EHT.

Referència article:

https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202555855  

Peu de foto: Imatges polaritzades de M87* obtingudes amb l’EHT a una freqüència de 230 GHz. Les línies marquen l’orientació del camp elèctric de la llum rebuda pels telescopis (orientació localment perpendicular als camps magnètics, encara que s’han de tenir en compte els efectes de la curvatura espacial). A l’esquerra, centre i dreta, observacions preses els anys 2017, 2018 i 2021, respectivament.  Crèdits: EHT Collaboration (2025).

Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=YTNryi22VWE (Animació que mostra com es veurien les imatges de l’EHT de M87 si es passaren a través d’un polaritzador de llum (com els que s’usen en càmeres rèflex o en les ulleres 3D dels cinemes). Crèdits: I. Marti-Vidal, EHT Collaboration.