El Telescopio Espacial James Web (JWST) ha centrado sus ojos infrarrojos en los objetos más famosos de la astronomía: el agujero negro supermosivo en el corazón de la galaxia Messier 87. La nueva imagen publicada por un equipo de astrónomos internacionales muestra el chorro de energía procedente de la trayectoria M87.
El Event Horizon Telescope (EHT) capturó la misma galaxia en 2019 y capturó la primera imagen de la sombra de un agujero negro. Ahora, JWST ha llevado ese logro al siguiente nivel, revelando cómo un poderoso chorro se conecta con un agujero negro, algo que los científicos han estado luchando durante mucho tiempo para verlo con claridad.
Una galaxia en el centro de atención
La M87 en el Cúmulo de Virgo está a unos 55 millones de años luz. Es una galaxia elíptica gigante, que incluye billones de estrellas y es uno de los agujeros negros más grandes conocidos. El llamado agujero negro, conocido como M87*, pesa 6.500 millones de veces la masa del Sol.
Durante décadas, los astrónomos han observado la liberación de material de alta energía desde el centro de M87, que se ha expandido a lo largo de unos 5.000 años luz. Este chorro es visible en todo el espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos X, y es una de las estructuras cósmicas más estudiadas en física astronómica.
Su claridad es cuánto hace la nueva imagen JWST la imagen. Al observar una infiltración cercana utilizando su NIRCAM (cámara cercana al mostrador), JWST atraviesa las nubes de polvo y gas, que normalmente oscurecen el área. El resultado es una imagen infrarroja nítida del chorro y su entorno inmediato.
Mirando de cerca el jet
Los nuevos datos revelan un chorro directamente desde el área alrededor del agujero negro. En la imagen, el núcleo brillante marca la ubicación de M87*, pero el haz estrecho del material se extiende hacia el exterior, las partículas brillan intensamente y se calientan.
La luz infrarroja ayuda a localizar el lugar donde el chorro interactúa con el material interestatal. En longitudes de onda ópticas, ese brillo queda oculto detrás de las nubes de gas. Pero en infrarrojo, el JWST se puede ver a través de esos velos, mapeando la estructura del chorro y cómo cambia alejándose del núcleo.
Esfuerzo global en longitudes de onda
Esta vista no se hace por separado. Los datos del JWST son parte de la campaña de múltiples asignaciones, que incluye el Atakama Large Millimeter/Submillimeter Array (Alma) y la Ley de Radio del Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio de Rayos X de la Luna.
Se cree que los campos magnéticos alrededor del canal giratorio del agujero negro se forman cuando los campos magnéticos se disparan a la velocidad de la luz como material ligero en haces estrechos. Pero aún no está claro cómo sucede esto y por qué algunos agujeros negros producen chorros tan potentes y otros no.
La capacidad del JWST para investigar el área infrarroja reduce la distancia entre los estudios ópticos y de radio. Muestra la formación de polvo caliente y radiación sincrotrón a partir de la mayoría de las partículas de energía que son invisibles en otras longitudes de onda. Esto le da al investigador una imagen completa de todo el sistema.
Construyendo un patrimonio EHT
La película de 2019 del M87* tomada por el Telescopio Event Horisen le dio a la humanidad la primera visión directa de la sombra del agujero negro. Esa maravillosa foto muestra un brillante anillo de gas que está caliente a miles de millones de grados mientras envuelve el horizonte del suelo.
Sin embargo, el EHT se observa en longitudes de onda de radio y no puede ver el chorro directamente. Una mirada cercana del JWST proporciona esa imagen de radio, revelando cómo los objetos fluyen fuera del área donde está pintado el EHT. En general, ofrecen una visión de múltiples niveles de cómo se comportan en el entorno más extremo del universo.
Reescribiendo la física de los chorros de agujeros negros
La invención inicial de las observaciones del JWST es que el chorro es infrarrojo y emite fuertemente hacia el agujero negro. Sugiere que las partículas se están acelerando de manera más efectiva de lo que jamás se pensó.
La imagen también muestra las mejores estructuras, ondas y nudos dentro del chorro, que pueden coincidir con las áreas donde se retuercen los campos magnéticos o las ondas de choque. Estas características ayudan a los científicos a perfeccionar los modelos de cómo se encuentran los chorros a una distancia tan enorme.
La nueva imagen de M87 es una posible señal cuando las observaciones más sofisticadas del mundo trabajen juntas. Reduce décadas de esfuerzo, combinando la sofisticada visión infrarroja del JWST con la base pionera del Hubble, la Luna y el EHT.
¡Despeja el cielo!
