EHT logra la resolución más alta obtenida hasta ahora desde la Tierra

27 Agosto, 2024 / Tiempo de lectura: 7 minutes

La Colaboración del Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT) ha realizado observaciones de prueba con la resolución más alta jamás obtenida desde la superficie de la Tierra. Esta hazaña se logró detectando luz de galaxias distantes a una frecuencia de alrededor de 345 GHz, equivalente a una longitud de onda de 0,87 mm. Esta mejora mejorará la nitidez de las imágenes de agujeros negros supermasivos y permitirá a la comunidad astronómica obtener imágenes de más agujeros negros que nunca. Las nuevas detecciones, parte de un experimento piloto, se publicaron hoy en The Astronomical Journal.

A partir de 2019, la Colaboración EHT publicó imágenes del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 y, en 2022, imágenes de Sgr A*, el agujero negro en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Estas imágenes se obtuvieron uniendo varios radio observatorios repartidos por 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, la comunidad astronómica suele recurrir a telescopios más grandes (o a una mayor separación entre los observatorios que funcionan como parte de un interferómetro). Sin embargo, dado que 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.

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. En lugar de utilizar el conjunto completo del EHT, emplearon dos subconjuntos más pequeños, ambos incluían el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) en el desierto de Atacama en Chile. Otras instalaciones utilizadas fueron el telescopio IRAM de 30 metros en España y el NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) en Francia, así como el Greenland Telescope y el Submillimeter Array en Hawái.

En este experimento piloto, la colaboración logró observaciones con un detalle de hasta 19 microsegundos de arco, es decir, la resolución más alta jamás vista desde la superficie de la Tierra. Si bien hay registros de observaciones de mayor resolución, estas combinaban señales de telescopios terrestres y espaciales. Sin embargo, no pudieron obtener imágenes: si bien se obtuvieron detecciones robustas de luz de varias galaxias distantes, no se utilizaron suficientes antenas en estas observaciones de prueba para reconstruir con precisión una imagen de ellas.

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 que sea más difícil para los radiotelescopios recibir señales de los agujeros negros en longitudes de onda más cortas. Combinado con la turbulencia atmosférica cada vez más pronunciada, la acumulación de ruido en longitudes de onda más cortas y la incapacidad de controlar las condiciones climáticas globales durante las observaciones atmosféricamente sensibles, el progreso hacia longitudes de onda más cortas para VLBI, especialmente aquellas que cruzan la barrera hacia lo submilimétrico, ha sido lento. Pero con estas nuevas detecciones, todo eso ha cambiado.

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 14 microsegundos de arco, equivalentes a ver una uva en la Luna desde la Tierra. También existe el potencial de observar agujeros negros más pequeños y distantes que los fotografiados hasta ahora por la colaboración.

Información adicional

Esta investigación de la Colaboración EHT fue presentada en un artículo de A. W. Raymond et al. publicado hoy en The Astronomical Journal.

La Colaboración EHT involucra a más de 400 investigadores de África, Asia, Europa y América del Norte y del Sur, con alrededor de 270 participantes en este artículo. 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 vincula telescopios existentes utilizando técnicas novedosas, creando un instrumento fundamentalmente nuevo con el mayor poder de resolución angular que se haya logrado hasta ahora.

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

ALMA es una asociación entre ESO (en representación de sus estados miembros), NSF (EE.UU.) y NINS (Japón), junto con NRC (Canadá), NSTC y ASIAA (Taiwán), y KASI (República de Corea del Sur), en cooperación con la República de Chile. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) es operado por ESO, AUI/NRAO y NAOJ.

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