El Event Horizon Telescope (EHT<\/b>) acaba de publicar la observaci\u00f3n de un chorro relativista (una descomunal estructura formada por un haz colimado de plasma, fuertemente acelerado por un agujero negro supermasivo) en el que puede apreciarse c\u00f3mo las ondas de choque internas interact\u00faan con el campo magn\u00e9tico turbulento del mismo chorro: una danza c\u00f3smica de luz y magnetismo<\/b>.<\/p>\n
Esta observaci\u00f3n, recientemente publicada en la revista ‘Astronomy & Astrophysics<\/b>‘ y en la que ha participado la Universitat de Val\u00e8ncia, proporciona una imagen \u00abcercana y poco com\u00fan\u00bb de una regi\u00f3n en \u00abr\u00e1pida evoluci\u00f3n<\/b>\u00bb cerca de un agujero negro, donde se forman y aceleran los chorros relativistas, seg\u00fan ha informado la instituci\u00f3n acad\u00e9mica en un comunicado.<\/p>\n
El chorro relativista que se ha observado es el asociado al agujero negro central del bl\u00e1zar OJ 287, situado a unos 1.600 millones de a\u00f1os luz, en la constelaci\u00f3n de C\u00e1ncer. Los bl\u00e1zares constituyen un tipo \u00abextremo<\/b>\u00bb de galaxia activa cuyo chorro apunta casi directamente hacia la Tierra, lo que los convierte en uno de los objetos \u00abm\u00e1s variables y energ\u00e9ticos del Universo<\/b>\u00ab.<\/p>\n
Utilizando la \u00abextraordinaria nitidez<\/b>\u00bb alcanzable con el EHT (que permite distinguir estructuras del tama\u00f1o de una pelota de tenis en la Luna), el equipo detect\u00f3 dos brillantes componentes en el chorro, que se comportan como ondas de choque movi\u00e9ndose a diferentes velocidades hacia el exterior. Adem\u00e1s, la luz que emiten estas ondas de choque est\u00e1 fuertemente polarizada (la polarizaci\u00f3n de la luz es la preferencia de su campo el\u00e9ctrico a vibrar en una direcci\u00f3n determinada).<\/p>\n
En este caso, la polarizaci\u00f3n se debe a efectos relacionados con el plasma y la direcci\u00f3n del campo magn\u00e9tico que hay embebido en el chorro. Por lo tanto, a medida que estas brillantes ondas de choque van viajando a lo largo del chorro, su polarizaci\u00f3n va cambiando, lo que permite \u00abescanear<\/b>\u00bb la estructura del campo magn\u00e9tico como si se estuviese usando un tom\u00f3grafo.<\/p>\n
El patr\u00f3n de rotaci\u00f3n en la polarizaci\u00f3n que muestran estas componentes (con una componente girando en sentido opuesto al de la otra) proporciona una se\u00f1al directa de que el chorro est\u00e1 atravesado por un campo magn\u00e9tico helicoidal, con las l\u00edneas de campo enroll\u00e1ndose a lo largo del chorro<\/b>.<\/p>\n
En profundidad<\/p>\n
M\u00e1s all\u00e1 de estas dos ondas de choque, las im\u00e1genes revelan que el chorro no es simplemente recto y suave. En cambio, muestra una estructura retorcida, similar a una onda, probablemente relacionada con las llamadas \u00abinestabilidades de Kelvin-Helmholtz<\/b>\u00ab.<\/p>\n
Seg\u00fan explica el catedr\u00e1tico de la Universitat de Val\u00e8ncia Manel Perucho, experto en din\u00e1mica de chorros relativistas y simulaciones num\u00e9ricas, \u00abse trata de un efecto com\u00fan en el que la diferencia de velocidad entre capas adyacentes de fluido o gas genera ondas y v\u00f3rtices<\/b>, similares a las ondulaciones y olas que se forman cuando se encuentran dos vientos, pero que en este caso se producen en un chorro de plasma que se mueve a velocidades cercanas a la de la luz\u00bb.<\/p>\n
Adem\u00e1s, Jos\u00e9 L. G\u00f3mez, autor principal del trabajo e investigador del Instituto de Astrof\u00edsica de Andaluc\u00eda-CSIC, afirma que estas rotaciones de la polarizaci\u00f3n en direcciones opuestas \u00abson la prueba irrefutable de nuestro hallazgo\u00bb. \u00abAl propagarse a lo largo del chorro y atravesar la onda de Kelvin-Helmholtz, los choques iluminan diferentes fases de la estructura del campo magn\u00e9tico helicoidal, produciendo los cambios de polarizaci\u00f3n que observamos<\/b>\u00ab, ha detallado.<\/p>\n
M\u00e1s detalles<\/p>\n
Medir la polarizaci\u00f3n de la luz con el EHT es todo un \u00abreto t\u00e9cnico<\/b>\u00ab. Las se\u00f1ales de polarizaci\u00f3n son d\u00e9biles y pueden distorsionarse f\u00e1cilmente por peque\u00f1os efectos instrumentales en cada telescopio. La extracci\u00f3n de mapas de polarizaci\u00f3n fiables requiere una calibraci\u00f3n y verificaciones cruzadas \u00abextremadamente cuidadosas<\/b>\u00bb a lo largo del an\u00e1lisis.<\/p>\n
\u00abLa polarizaci\u00f3n es una de las se\u00f1ales m\u00e1s ricas en informaci\u00f3n que podemos medir, pero tambi\u00e9n es una de las m\u00e1s fr\u00e1giles\u00bb, se\u00f1ala el profesor de la Universitat de Val\u00e8ncia Iv\u00e1n Mart\u00ed-Vidal, especialista en polarimetr\u00eda VLBI de alta precisi\u00f3n y uno de los desarrolladores de las t\u00e9cnicas de calibraci\u00f3n clave utilizadas por el EHT.<\/p>\n
\u00abPara estar seguros de que estas rotaciones de polarizaci\u00f3n se producen realmente cerca del agujero negro y no se deben a efectos instrumentales, necesitamos modelar y corregir los datos con extremo cuidado. El hecho de que algoritmos completamente independientes recuperen las mismas caracter\u00edsticas de polarizaci\u00f3n a partir de los datos es una s\u00f3lida validaci\u00f3n del resultado<\/b>\u00ab, ha asegurado.<\/p>\n
A tener en cuenta<\/p>\n
Las observaciones utilizadas para el an\u00e1lisis actual se realizaron durante cinco d\u00edas en abril de 2017 y revelan cambios sorprendentes en una escala de tiempo excepcionalmente corta para esta fuente. En solo unos d\u00edas, tanto la estructura del chorro como su luz polarizada evolucionaron notablemente, lo que demuestra que el chorro interior es un entorno \u00abmuy din\u00e1mico\u00bb.<\/p>\n
\u00abObservamos cambios sustanciales a lo largo de cinco d\u00edas. Con una monitorizaci\u00f3n m\u00e1s larga y continua, pudimos seguir la interacci\u00f3n paso a paso y construir una imagen tridimensional real de la estructura magn\u00e9tica del chorro<\/b>\u00ab, indica Efthalia Traianou, de la Universidad de Heidelberg y del Instituto Max Planck de Radioastronom\u00eda.<\/p>\n
UN LABORATORIO C\u00d3SMICO El chorro de OJ 287 ha sido escenario de \u00abespectaculares eventos<\/b>\u00bb catacl\u00edsmicos durante m\u00e1s de un siglo de observaciones. Los astr\u00f3nomos llevan mucho tiempo debatiendo si estos eventos podr\u00edan estar relacionados con la presencia de un segundo agujero negro supermasivo que orbita alrededor del agujero negro principal. Sea cual sea la causa \u00faltima de su variabilidad a largo plazo, OJ 287 sigue siendo un importante \u00ablaboratorio\u00bb para estudiar c\u00f3mo se alimentan los agujeros negros y c\u00f3mo responden sus chorros.<\/p>\n
Las nuevas im\u00e1genes del EHT se centran en la regi\u00f3n donde se organiza y se energiza el chorro, con una nitidez que permite dilucidar directamente su estructura polarizada, cuyos cambios pueden seguirse a lo largo del tiempo<\/b>.<\/p>\n
Debido a su alt\u00edsima resoluci\u00f3n espacial, las observaciones del EHT permiten a los investigadores poner a prueba modelos f\u00edsicos del comportamiento de los chorros con mediciones resueltas espacialmente.<\/p>\n
De acuerdo con el catedr\u00e1tico de la Universitat de Val\u00e8ncia Jos\u00e9 Mar\u00eda Mart\u00ed, experto en la f\u00edsica de chorros relativistas y Relatividad Num\u00e9rica, \u00abestas observaciones nos permiten finalmente separar en el espacio procesos que antes aparec\u00edan superpuestos<\/b>\u00ab.<\/p>\n
Y subraya: \u00abCuando combinamos las im\u00e1genes del EHT con simulaciones de \u00faltima generaci\u00f3n, podemos plantearnos preguntas muy directas: c\u00f3mo se propagan las ondas de choque, c\u00f3mo las inestabilidades de Kelvin-Helmholtz dan forma al flujo o c\u00f3mo los campos magn\u00e9ticos influyen en la aceleraci\u00f3n de las part\u00edculas. Este es exactamente el tipo de sinergia entre datos y simulaciones que necesitamos para comprender qu\u00e9 hace que los chorros sean estables, turbulentos o radiativamente eficientes\u00bb.<\/p>\n
Una \u00abnueva ventana\u00bb al universo<\/p>\n
Este descubrimiento supone un gran avance en la comprensi\u00f3n de c\u00f3mo los agujeros negros alimentan y dan forma a sus chorros. Al resolver los r\u00e1pidos cambios de polarizaci\u00f3n en las distintas caracter\u00edsticas de los chorros, el EHT ofrece una nueva forma de poner a prueba las ideas sobre los campos magn\u00e9ticos, las ondas de choque, las inestabilidades y la aceleraci\u00f3n de part\u00edculas en uno de los entornos m\u00e1s extremos del universo conocido<\/b>.<\/p>\n
El resultado tambi\u00e9n apunta hacia lo que podr\u00eda venir despu\u00e9s: una cobertura temporal \u00abm\u00e1s larga y densa<\/b>\u00bb para capturar la evoluci\u00f3n del chorro, no como una peque\u00f1a sucesi\u00f3n de instant\u00e1neas, sino como una secuencia real (una \u00abpel\u00edcula\u00bb), revelando c\u00f3mo se desarrollan la estructura magn\u00e9tica y la din\u00e1mica del plasma en gran detalle.<\/p>\n
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