enero 17, 2012

Científicos esperan tomar una imagen de un agujero negro con el EHT

El telescopio horizonte de sucesos (Event Horizon Telescope - EHT) es del tamaño de la Tierra, el telescopio virtual de gran alcance suficiente para ver todo el camino hasta el centro de nuestra Vía Láctea, donde un agujero negro supermasivo permitirá a los astrofísicos a pasar de la teoría de Einstein de la Relatividad General a prueba.

Este miércoles, 18 de enero, astrónomos, físicos y científicos de campos relacionados se reunirá en Tucson, Arizona, procedentes de todo el mundo para discutir una iniciativa que sólo hace unos pocos años habría sido considerado como nada menos que indignante. La conferencia está organizada por Dimitrios Psaltis, profesor asociado de la astrofísica en la Universidad de Steward de Arizona Observatorio, y Daniel Marrone, profesor asistente de astronomía en Observatorio Steward.

"Nadie ha tomado una foto de un agujero negro", señalo el Prof. Psaltis. "Vamos a hacer precisamente eso."

"Incluso hace cinco años, la propuesta no habría parecido creíble", agregó Sheperd Doeleman, director adjunto del Observatorio Haystack en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), quien es el investigador principal del telescopio horizonte de sucesos, como el proyecto es copiada. "Ahora tenemos los medios tecnológicos para tomar una puñalada en ella."

En primer postulado de la teoría desarrollada por Albert Einstein sobre la Relatividad General, señala la existencia de un agujero negro, la misma ha sido apoyada en sí misma por el valor proporcionado por décadas de observaciones, mediciones y experimentos; pero nunca ha sido posible observar directamente la imagen de uno de estos remolinos, cuya enorme gravedad ejerce el poder catastrófico como se retuerce  el tejido del espacio y el tiempo.

Los agujeros negros son el ambiente más extremo que puedes encontrar en el universo, señala el prof. Doeleman.

El campo de gravedad en torno a un agujero negro es tan grande que se traga todo a su alcance, ni siquiera la luz puede escapar a su control. Por esa razón, los agujeros negros, no emite ninguna luz en absoluto, su "nada" se mezcla con el negro vacío del universo.

Entonces, ¿cómo puede uno tomar una foto de algo que por definición es imposible de ver?

A medida que el polvo y el gas se arremolina alrededor del agujero negro antes de que sea tragado al interior, una especie de atasco de tráfico cósmico se produce, explica el prof. Doeleman. Arremolina alrededor del agujero negro como el agua que rodea la fuga en una bañera, la materia se comprime y la fricción resultante se convierte en plasma calentado a millones de grados o más, provocando que se 'glow' y radiar energía que podemos detectar aquí en la la Tierra.

Por el brillo de imagen de la materia se arremolina alrededor del agujero negro antes de que vaya sobre el borde del punto de no retorno y se hunde en el abismo del espacio y el tiempo, los científicos sólo pueden ver el contorno del agujero negro, también llamado sombra. Porque las leyes de la física, o bien no se aplican o no pueden describir lo que sucede más allá de ese punto de no retorno a partir de la cual ni siquiera la luz puede escapar, ese límite se llama horizonte de eventos. "Hasta ahora, tenemos evidencia indirecta de que hay una agujero negro en el centro de la Vía Láctea ", señala el prof.  Psaltis. Pero una vez que veamos su sombra, no habrá ninguna duda.

Hasta ahora, tenemos evidencia indirecta de que hay un agujero negro en el centro de la Vía Láctea, pero una vez que veamos su sombra, no habrá ninguna duda.

A pesar de que el agujero negro que se sospecha se encuentra en el centro de nuestra galaxia, es un supermasivo cuatro millones de veces la masa de nuestro Sol, es muy pequeño a los ojos de los astrónomos. Más pequeño que la órbita de Mercurio alrededor del Sol, sin embargo, a casi 26.000 años luz de distancia, parece tener casi el mismo tamaño de una toronja en la luna.

Para ver algo tan pequeño y tan lejos, se necesita un telescopio muy grande, y el telescopio más grande que usted puede hacer en la Tierra es convertir a todo el planeta en un telescopio, señalo el Prof. Marrone.

A tal fin, el equipo a emplear es la conexión de hasta 50 radiotelescopios repartidos por todo el mundo, incluyendo el telescopio submilimétrico (SMT) en el monte Graham, en Arizona, los telescopios en Mauna Kea, en Hawai y el Conjunto Combinado para la Investigación en Astronomía ondas milimétricas (CARMA) en California. La matriz global incluirá varios telescopios de radio en Europa, un plato de 10 metros en el Polo Sur y, potencialmente, una antena de 15 metros encima de un pico de 15.000 pies en México.

En esencia, estamos haciendo un telescopio virtual con un espejo que es tan grande como la Tierra, precisa el prof. Doeleman. Cada radiotelescopio que utilizamos puede ser pensado como una pequeña porción de plata de un gran espejo. Con suficientes puntos como plata, se puede empezar a hacer una imagen.

El telescopio horizonte de sucesos no es un proyecto de primera luz, en el que accionar un interruptor y van desde la ausencia de datos a una gran cantidad de datos. Cada año, aumenta su capacidad mediante la adición de más telescopios, poco a poco la nitidez va mejorando de la imagen que veremos del agujero negro.

Un elemento clave crucial y espera con impaciencia a punto de unirse a la red mundial de Event Horizon de radiotelescopios es el Atacama Large Millimeter Array - ALMA , en Chile.

Formado por 50 antenas de radio en sí, ALMA funcionará como el equivalente a un plato que es de 90 metros de diámetro, y se convierten en lo que el Prof. Doeleman llama "un elemento de cambio real." Cuando ALMA esté en línea, que duplicará la resolución.

El Event Horizon Telescope - EHT nos traerá lo más cerca posible del borde de un agujero negro, escribieron los científicos que participan en un resumen del proyecto.
   
Seremos capaces de ver realmente lo que pasa muy cerca del horizonte de un agujero negro, que es el más fuerte campo gravitacional se puede encontrar en el universo, comenta el Prof. Psaltis. Nadie ha probado la teoría de la Relatividad General de Einstein, en campos tan fuertes.
   
La relatividad general predice que la definición del contorno brillante de la sombra del agujero negro debe ser un círculo perfecto. De acuerdo con el Prof. Psaltis, cuyo grupo de investigación especializado en la teoría de Einstein de la Relatividad General, esto proporcionaría una prueba importante.

Si encontramos que la sombra del agujero negro que se achatada en lugar de ser circular, significa que la teoría de Einstein de la Relatividad General debe estar errada. Pero incluso, si no encontramos ninguna desviación de la relatividad general, todos estos procesos definitivamente nos ayudarán a entender los aspectos fundamentales de la teoría mucho mejor.
   
Los agujeros negros siguen siendo uno de los fenómenos menos entendidos en el universo. Que van desde una masa desde un par de veces la masa del Sol a miles de millones de veces. En la mayoría, si no todas las galaxias ahora se cree que alberga un agujero negro supermasivo en su centro, y los más pequeños están dispersos por toda la galaxia. Nuestra Vía Láctea es conocido por ser el hogar de cerca de 25 agujeros negros más bien pequeños que van desde 5 a 10 veces la masa del Sol.
   
Lo importante, es que el agujeo negro en el centro de la Vía Láctea es que es bastante grande y lo suficientemente cerca, señala el prof. Marrone. Hay otros más grandes en otras galaxias. La nuestra es la combinación justa de tamaño y distancia.
   
Los astrónomos consideran que el empleo de las ondas de radio en lugar de luz visible o infrarroja para espiar a un agujero negro es doble: Por un lado, observando el centro de la Vía Láctea desde la Tierra requiere mirarlo directo a través del plano de la galaxia. Las ondas de radio son capaces de penetrar en miles de años-luz de estrellas, gas y polvo que obstruyen la vista. En segundo lugar, la combinación de telescopios ópticos en un  súper telescopio virtual no sería factible, según los investigadores.
   
Sólo los avances tecnológicos muy recientes han hecho posible capturar las ondas de radio a las longitudes de onda exacta donde no interfieran con el vapor de agua en la atmósfera, sino también para garantizar el tiempo necesario de máxima precisión para combinar observaciones de miles de múltiples telescopios a kilómetros de distancia en una exposición.
   
Cada telescopio dejará constancia de sus datos en discos duros, que serán recolectados y enviados físicamente a un centro de proceso de datos central en el Observatorio Haystack del MIT.
   
Este observatorio es el responsable de reúnir a los radio telescopios de todo el mundo, el que requiere también de un esfuerzo de equipo igualmente global.
   
Esto no es sólo la habitual conferencia internacional donde la gente viene de todas partes del mundo porque están interesados ​​en compartir sus investigaciones", precisa el prof. Psaltis. Para el Telescopio horizonte de sucesos, necesitamos que todo el mundo se una para construir este instrumento, ya que es tan grande como el planeta. La gente viene de todas partes del mundo porque tienen que trabajar en él.

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