Ciencias

Los científicos y la tecnología africanos pueden impulsar futuros descubrimientos de agujeros negros

astrónomos reveló la primera imagen del agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. La imagen fue producida por Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, un equipo internacional compuesto por más de 300 científicos en los cinco continentes, incluida África.

Los agujeros negros fueron predichos por Albert Einstein Teoría General de la Relatividad por mas de un siglo. Son regiones del espacio tan densas que nada, incluida la luz, puede escapar. Su límite se conoce como el horizonte de sucesos, que marca el punto de no retorno. Esta es solo una de las razones por las que estos objetos están ocultos a nuestros ojos. La otra es que son extremadamente pequeños cuando se colocan en su contexto cósmico. Si nuestra galaxia, la Vía Láctea, fuera del tamaño de un campo de fútbol, ​​su horizonte de eventos de agujero negro sería un millón de veces más pequeño que un pinchazo de alfiler en el centro del campo.

¿Cómo, entonces, fotografiarlos? Nuestro equipo hizo esto capturando la luz del gas caliente que se arremolinaba en las cercanías del agujero negro. Esta luz, con una longitud de onda de 1 milímetro, es registrada por una red global de antenas que forman un único telescopio virtual del tamaño de la Tierra.

La luz parece un anillo, una firma característica que es consecuencia directa de dos procesos clave. Primero, el agujero negro es tan denso que dobla el camino de la luz a su lado. En segundo lugar, captura la luz que se acerca mucho al horizonte de sucesos. El efecto combinado produce la llamada sombra del agujero negro: un anillo iluminado alrededor de un claro déficit de luz centrado en el agujero negro. En el caso de nuestro agujero negro de la Vía Láctea, este anillo tiene el tamaño aparente de una rosquilla en la luna, lo que requiere un esfuerzo de ingeniería extraordinario para enfocarlo.

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La revelación de una imagen de nuestro agujero negro, Sagitario A*, no es sólo un gran momento para la ciencia. También podría ser un catalizador importante para diversificar la investigación en astrofísica africana utilizando las fortalezas existentes. Éramos los únicos dos de más de 300 miembros del equipo EHT con base en el continente africano. El continente no alberga ningún telescopio EHT: nos contrataron debido a la experiencia que desarrollamos en la preparación para el radiotelescopio más grande del mundo, el matriz de kilómetros cuadrados (SKA), que será coorganizado por Sudáfrica y Australia.

Por qué la imagen es importante

Esta no es la primera vez que la imagen de un agujero negro llama la atención de la gente. También éramos miembros del equipo que capturó el primera imagen de un agujero negro en 2019 (Este está en el centro de una galaxia diferente, Messier 87, que está a 55 millones de años luz de distancia). fue estimado que más de 4.500 millones de personas han visto esta imagen. Sagitario A* también dominó los titulares y capturó la imaginación de la gente.

Pero hay más en este resultado que solo una imagen asombrosa. Se ha descrito una plétora de ricos resultados científicos en diez publicaciones para el equipo. Aquí hay tres de nuestros mejores momentos.

Primero, la imagen es una notable validación de la Teoría General de la Relatividad de Einstein. El EHT ahora ha fotografiado dos agujeros negros con masas que difieren en un factor de más de 1000. A pesar de la dramática diferencia de masa, el tamaño y la forma medidos son consistentes con las predicciones teóricas.

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En segundo lugar, ahora tenemos imágenes de agujeros negros con entornos muy diferentes. Gran parte de la investigación previa de las últimas dos o tres décadas muestra una fuerte evidencia empírica de que las galaxias y sus agujeros negros coevolucionan a lo largo del tiempo cósmico, a pesar de sus tamaños tremendamente dispares. Al expandir el horizonte de eventos del agujero negro en galaxias gigantes como M87, así como en galaxias más típicas como nuestra Vía Láctea, aprendemos más sobre cómo se desarrolla esta relación aparentemente inverosímil entre el agujero negro y su galaxia anfitriona.

En tercer lugar, la imagen nos brinda nuevos conocimientos sobre el agujero negro central en nuestro propio hogar galáctico. Es la bestia más cercana a la Tierra, por lo que proporciona un laboratorio único para comprender esta interacción, similar a examinar un árbol en su propio jardín para comprender mejor los bosques en el horizonte lejano.

Ventaja geográfica del sur de África

Estamos orgullosos de ser parte del equipo que produjo las primeras imágenes de los agujeros negros. En el futuro, creemos que Sudáfrica y el continente africano en general (incluido una iniciativa conjunta holandés-namibia), podría desempeñar un papel fundamental en la realización de las primeras películas de agujeros negros.

Al igual que con el papel fundamental del país en la paleoantropología, hay contribuciones a la astronomía global que solo pueden hacerse desde suelo sudafricano. Sagitario A* está en el cielo del sur, pasando directamente sobre Sudáfrica. Esa es una de las principales razones por las que esta imagen del centro de la Vía Láctea, tomada por MeerKAT (un precursor del SKA) es la mejor que existe.