ESO: Los científicos del EHT realizan observaciones de mayor resolución hasta el momento desde la superficie de la Tierra.

Hola amigos: A VUELO DE UN QUINDE EL BLOG., el Observatorio Europeo Austral ESO, nos informa que se han hecho observaciones espaciales con la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT), usando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), han llevado a cabo observaciones de prueba, que han logrado la resolución más alta, jamás obtenida desde la superficie de la Tierra, logrando la detección de galaxias muy distantes. La Colaboración estima que en el futuro podrán tomar imágenes de agujeros negros con un 50% más de detalle que lo que era posible antes, lo que permitirá enfocar con mayor nitidez la región inmediatamente exterior al límite de los agujeros negros supermasivos cercanos. También podrán tomar imágenes de más agujeros negros de los que han tomado hasta ahora. Las nuevas detecciones, parte de un experimento piloto, fueron publicadas hoy en The Astronomical.... siga leyendo...............

27 de agosto de 2024

La Colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) ha llevado a cabo observaciones de prueba, utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y otras instalaciones, que lograron la resolución más alta jamás obtenida desde la superficie de la Tierra [1] . Lograron esta hazaña detectando luz de galaxias distantes a una frecuencia de alrededor de 345 GHz, equivalente a una longitud de onda de 0,87 mm. La Colaboración estima que en el futuro podrán tomar imágenes de agujeros negros con un 50% más de detalle que lo que era posible antes, lo que permitirá enfocar con mayor nitidez la región inmediatamente exterior al límite de los agujeros negros supermasivos cercanos. También podrán tomar imágenes de más agujeros negros de los que han tomado hasta ahora. Las nuevas detecciones, parte de un experimento piloto, fueron publicadas hoy en The Astronomical Journal.

La Colaboración EHT publicó imágenes de M87*, el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87, en 2019 , y de Sgr A*, el agujero negro en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en 2022. Estas imágenes se obtuvieron uniendo varios observatorios de radio en todo el planeta, utilizando una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga (VLBI), para formar un único telescopio virtual "del tamaño de la Tierra".

Para obtener imágenes de mayor resolución, los astrónomos suelen recurrir a telescopios más grandes o a una mayor separación entre observatorios que funcionan como parte de un interferómetro. Pero como el EHT ya tenía el tamaño de la Tierra, aumentar la resolución de sus observaciones terrestres exigía un enfoque diferente. Otra forma de aumentar la resolución de un telescopio es observar la luz de una longitud de onda más corta, y eso es lo que ha hecho ahora la Colaboración EHT.

“ Con el EHT, vimos las primeras imágenes de agujeros negros usando las observaciones de longitud de onda de 1,3 mm, pero el anillo brillante que vimos, formado por la luz que se dobla en la gravedad del agujero negro, todavía se veía borroso porque estábamos en los límites absolutos de cuán nítidas podíamos hacer las imágenes ”, dijo el codirector del estudio, Alexander Raymond, anteriormente investigador postdoctoral en el Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA), y ahora en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, ambos en los Estados Unidos. “ A 0,87 mm, nuestras imágenes serán más nítidas y detalladas, lo que a su vez probablemente revelará nuevas propiedades, tanto las que se predijeron previamente como tal vez algunas que no lo fueron ” .

Para demostrar que podían realizar detecciones a 0,87 mm, la Colaboración realizó observaciones de prueba de galaxias distantes y brillantes en esta longitud de onda [2] . En lugar de utilizar el conjunto completo del EHT, emplearon dos subconjuntos más pequeños, ambos de los cuales incluían ALMA y el Experimento Atacama Pathfinder (APEX) en el desierto de Atacama en Chile. El Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio de ALMA y co-organiza y coopera con APEX. Otras instalaciones utilizadas incluyen el telescopio de 30 metros IRAM en España y el NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) en Francia, así como el Telescopio de Groenlandia y el Submillimeter Array en Hawái.

En este experimento piloto, la Colaboración logró observaciones con un nivel de detalle de hasta 19 microsegundos de arco, lo que significa que observaron con la resolución más alta jamás obtenida desde la superficie de la Tierra. Sin embargo, aún no han podido obtener imágenes: si bien lograron detectar con precisión la luz de varias galaxias distantes, no se utilizaron suficientes antenas para poder reconstruir con precisión una imagen a partir de los datos.

Esta prueba técnica ha abierto una nueva ventana para estudiar los agujeros negros. Con el conjunto completo, el EHT podría ver detalles tan pequeños como 13 microsegundos de arco, equivalentes a ver una tapa de botella en la Luna desde la Tierra. Esto significa que, a 0,87 mm, podrán obtener imágenes con una resolución aproximadamente un 50% mayor que la de las imágenes de 1,3 mm de M87* y SgrA* [3] publicadas anteriormente . Además, existe el potencial de observar agujeros negros más distantes, más pequeños y más débiles que los dos que la Colaboración ha fotografiado hasta ahora.

El director fundador de EHT, Sheperd “Shep” Doeleman, astrofísico del CfA y codirector del estudio, afirma: “Observar los cambios en el gas circundante en diferentes longitudes de onda nos ayudará a resolver el misterio de cómo los agujeros negros atraen y acumulan materia, y cómo pueden lanzar potentes chorros que se extienden a lo largo de distancias galácticas ” .

Esta es la primera vez que la técnica VLBI se ha utilizado con éxito en la longitud de onda de 0,87 mm. Si bien la capacidad de observar el cielo nocturno a 0,87 mm existía antes de las nuevas detecciones, el uso de la técnica VLBI en esta longitud de onda siempre ha presentado desafíos que han llevado tiempo y avances tecnológicos para superarse. Por ejemplo, el vapor de agua en la atmósfera absorbe las ondas a 0,87 mm mucho más que a 1,3 mm, lo que hace más difícil para los radiotelescopios recibir señales de los agujeros negros en la longitud de onda más corta. Combinado con la turbulencia atmosférica cada vez más pronunciada y la acumulación de ruido en longitudes de onda más cortas, y la incapacidad de controlar las condiciones meteorológicas globales durante las observaciones atmosféricamente sensibles, el progreso hacia longitudes de onda más cortas para VLBI, especialmente aquellas que cruzan la barrera hacia el régimen submilimétrico, ha sido lento. Pero con estas nuevas detecciones, todo eso ha cambiado.

" Estas detecciones de señales VLBI a 0,87 mm son revolucionarias, ya que abren una nueva ventana de observación para el estudio de los agujeros negros supermasivos ", afirma Thomas Krichbaum, coautor del estudio del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania, institución que opera el telescopio APEX junto con ESO. Y añade: " En el futuro, la combinación de los telescopios IRAM en España (IRAM-30m) y Francia (NOEMA) con ALMA y APEX permitirá obtener imágenes de emisiones aún más pequeñas y débiles de lo que ha sido posible hasta ahora en dos longitudes de onda, 1,3 mm y 0,87 mm, simultáneamente " .

Notas

[1] Se han realizado observaciones astronómicas con mayor resolución, pero estas se obtuvieron combinando señales de telescopios terrestres con un telescopio en el espacio: https://www.mpifr-bonn.mpg.de/pressreleases/2022/2 . Las nuevas observaciones publicadas hoy son las de mayor resolución jamás obtenidas utilizando únicamente telescopios terrestres.

[2] Para poner a prueba sus observaciones, la Colaboración EHT apuntó las antenas hacia galaxias "activas" muy distantes, que reciben energía de agujeros negros supermasivos en sus núcleos y son muy brillantes. Este tipo de fuentes ayudan a calibrar las observaciones antes de apuntar el EHT hacia fuentes más débiles, como agujeros negros cercanos.

[3] El instrumento GRAVITY, instalado en el Interferómetro del Very Large Telescope de ESO, también ha obtenido observaciones extremadamente detalladas de Sgr A* , señalando la ubicación exacta del agujero negro y el material que orbita alrededor de él con una precisión de unas pocas décimas de microsegundos de arco.

Más información

Esta investigación de la Colaboración EHT fue presentada en un artículo de AW Raymond et al. publicado hoy en The Astronomical Journal (doi: 10.3847/1538-3881/ad5bdb).

La colaboración EHT involucra a más de 400 investigadores de África, Asia, Europa, América del Norte y del Sur, de los cuales unos 270 participan en este trabajo. La colaboración internacional tiene como objetivo capturar las imágenes de agujeros negros más detalladas jamás obtenidas mediante la creación de un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Con el apoyo de considerables esfuerzos internacionales, el EHT conecta telescopios existentes utilizando técnicas novedosas, creando un instrumento fundamentalmente nuevo con el mayor poder de resolución angular jamás logrado.

El consorcio EHT está formado por 13 institutos interesados: el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica, la Universidad de Arizona, el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, la Universidad de Chicago, el Observatorio de Asia Oriental, la Universidad Goethe de Frankfurt, el Institut de Radioastronomie Millimétrique, el Gran Telescopio Milimétrico, el Instituto Max Planck de Radioastronomía, el Observatorio Haystack del MIT, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, el Instituto Perimetral de Física Teórica y la Universidad Radboud.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una colaboración entre ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI). La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en nombre de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) proporciona la dirección y la gestión unificadas de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.

El Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) es un telescopio de 12 metros de diámetro que opera en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas, entre la luz infrarroja y las ondas de radio. ESO opera APEX en uno de los observatorios más altos de la Tierra, a una altitud de 5.100 metros, en lo alto del llano de Chajnantor, en la Región de Atacama, en Chile. APEX es un proyecto del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), alojado y operado por ESO en nombre del MPIfR.

El Observatorio Europeo Austral (ESO) permite a los científicos de todo el mundo descubrir los secretos del Universo para el beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de clase mundial sobre el terreno, que los astrónomos utilizan para abordar preguntas apasionantes y difundir la fascinación por la astronomía, y promovemos la colaboración internacional en materia de astronomía. Fundado como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con el estado anfitrión, Chile, y con Australia como Socio Estratégico. La sede central de ESO y su centro de visitantes y planetario, ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich, en Alemania, mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. ESO opera tres sitios de observación: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope y su interferómetro, así como telescopios de sondeo como VISTA. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. Junto con socios internacionales, ESO opera ALMA en Chajnantor, una instalación que observa el cielo en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo “el ojo más grande del mundo en el cielo”: el Extremely Large Telescope de ESO. Desde nuestras oficinas en Santiago, Chile, respaldamos nuestras operaciones en el país y nos relacionamos con socios y la sociedad chilena.