La galaxia Messier 87 M87 se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Virgo. Es una galaxia gigante con 12.000 cúmulos globulares, lo que hace que los 200 cúmulos globulares de la Vía Láctea parezcan modestos en comparación. Un agujero negro de seisy 500 millones de masas solares se albergan en el centro de M87. Es el primer agujero negro para el que existe una imagen, creado en 2019 por la colaboración de investigación internacional Event Horizon Telescope.
Este agujero negro M87 * dispara un chorro de plasma a una velocidad cercana a la de la luz, un chorro llamado relativista, en una escala de 6000 años luz. La tremenda energía necesaria para impulsar este chorro probablemente se origina en la atracción gravitacionaldel agujero negro, pero aún no se comprende completamente cómo se produce un chorro como este y qué lo mantiene estable a través de la enorme distancia.
El agujero negro M87 * atrae materia que gira en un disco en órbitas cada vez más pequeñas hasta que es tragada por el agujero negro. El chorro se lanza desde el centro del disco de acreción que rodea a M87, y físicos teóricos de la Universidad Goethe, junto concientíficos de Europa, EE. UU. y China han modelado esta región con gran detalle.
Utilizaron simulaciones de supercomputadoras tridimensionales altamente sofisticadas que utilizan la asombrosa cantidad de un millón de horas de CPU por simulación y tuvieron que resolver simultáneamente las ecuaciones de la relatividad general de Albert Einstein, las ecuaciones de electromagnetismo de James Maxwell y las ecuaciones de fluidosdinámica de Leonhard Euler.
El resultado fue un modelo en el que los valores calculados para las temperaturas, las densidades de materia y los campos magnéticos se corresponden notablemente bien con lo deducido de las observaciones astronómicas. Sobre esta base, los científicos pudieron rastrear el movimiento complejo de los fotones en elespaciotiempo curvo de la región más interna del chorro y traducir esto en imágenes de radio. Luego pudieron comparar estas imágenes modeladas por computadora con las observaciones realizadas utilizando numerosos radiotelescopios y satélites durante las últimas tres décadas.
El Dr. Alejandro Cruz-Osorio, autor principal del estudio, comenta: "Nuestro modelo teórico de la emisión electromagnética y de la morfología en chorro de M87 coincide sorprendentemente bien con las observaciones en los espectros de radio, ópticos e infrarrojos. Esto nos dice queel agujero negro supermasivo M87 * probablemente gira mucho y el plasma está fuertemente magnetizado en el chorro, acelerando las partículas a escalas de miles de años luz ".
El profesor Luciano Rezzolla, Instituto de Física Teórica de la Universidad Goethe de Frankfurt, comenta: "El hecho de que las imágenes que calculamos estén tan cerca de las observaciones astronómicas es otra confirmación importante de que la teoría de la relatividad general de Einstein es la explicación más precisa y natural parala existencia de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. Si bien todavía hay espacio para explicaciones alternativas, los hallazgos de nuestro estudio han hecho que esta sala sea mucho más pequeña ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Goethe de Frankfurt . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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