Capturan el agitado flujo de acreción del agujero negro central de M87

Un conjunto de simulaciones mejorado, junto a observaciones de 2017 y 2018 del EHT (Event Horizon Telescope), ha permitido recrear el flujo de acreción del agujero negro central de la galaxia M87.

"Este estudio destaca la importancia de incorporar conjuntos de simulaciones más grandes y diversos en la investigación del agujero negro supermasivo", explica en un comunicado Christian M. Fromm, miembro del grupo de teoría EHT y afiliado a la Universidad de Würzburg y al MPIfR (Instituto Max Planck de Radioastronomía).

"Al integrar datos de múltiples épocas con modelos avanzados, podemos entender mejor los procesos dinámicos que impulsan las variaciones de brillo observadas cerca de M87 estrella, como se denomina el agujero negro. Este enfoque allana el camino para futuros estudios centrados en la compleja interacción de la dinámica del plasma y el giro del agujero negro", añade en un comunicado.

Los hallazgos se publican en la revista Astronomy & Astrophysics.

Hung-Yi Pu, profesor adjunto de la Universidad Normal Nacional de Taiwán, añade: "El entorno de acreción del agujero negro es turbulento y dinámico. Dado que podemos tratar las observaciones de 2017 y 2018 como mediciones independientes, podemos limitar los alrededores del agujero negro con una nueva perspectiva. Este trabajo destaca el potencial transformador de observar la evolución del agujero negro en el tiempo".

Las observaciones de 2018 confirmaron el anillo luminoso visto en 2017, con un diámetro de unos 43 microsegundos de arco, lo que coincide con las predicciones teóricas para la sombra de un agujero negro de 6.500 millones de masas solares. La parte más brillante del anillo está desplazada 30 grados en sentido antihorario, debido a la turbulencia en el disco de acreción. Este comportamiento es coherente con las predicciones del análisis de 2017, que esperaba tal cambio.

Utilizando un conjunto de datos sintéticos tres veces más grande que los de 2017, el equipo del EHT analizó los modelos de acreción de ambos años. Cuando el gas se desplaza en espiral hacia un agujero negro, puede alinearse con el giro del agujero negro o oponerse a él. Los cambios observados se explican mejor por el flujo de gas en contra de la rotación del agujero negro.

"Las observaciones de 2018, junto con los datos de 2017, revelan una imagen matizada del flujo de acreción de M87 estrella", afirma Eduardo Ros, científico del MPIfR. "El estudio subraya la naturaleza evolutiva de las estructuras de plasma cerca del horizonte de sucesos, ofreciendo pistas sobre los mecanismos de variabilidad que gobiernan los entornos de los agujeros negros. Este proceso iterativo de modelado y observación es fundamental para desentrañar los misterios de la dinámica del entorno de los agujeros negros".

Este nuevo conocimiento es particularmente significativo a la luz de las observaciones complementarias de la sombra del agujero negro realizadas por el Global Millimeter VLBI Array (GMVA) en 2018, que se presentaron en abril de 2023. "Estas observaciones en una longitud de onda de 3 mm, combinadas con los hallazgos del EHT en una longitud de onda de 1,3 mm, brindan una imagen más completa del entorno del agujero negro y su dinámica", agrega Thomas P. Krichbaum, también científico del MPIfR y miembro del equipo de investigadores.

El análisis en curso de los datos del EHT de años posteriores (2021 y 2022) tiene como objetivo proporcionar restricciones estadísticas más sólidas y conocimientos más profundos sobre el flujo turbulento alrededor de M87 estrella.