En 2019, el Event Horizon Telescope (EHT) proporcionó la primera imagen directa de un agujero negro.Por un lado, la imagen que producía era bastante poco impresionante.Una mancha circular de luz que rodea un área central oscura.La naturaleza sutil de la imagen, por otro lado, contiene una gran información sobre el tamaño y la rotación de un agujero negro.La mayoría de los detalles en la imagen del agujero negro están borrosos debido a las limitaciones del EHT.Sin embargo, los EHT de próxima generación deberían proporcionar un campo de visión más nítido y podrían revelar los bordes oscuros del horizonte de eventos de un agujero negro.
Los agujeros negros no emiten luz por sí mismos.toda la luz que la atraviesaun importante punto de inflexiónencerrado para siempre.Los anillos brillantes que se ven en la imagen EHT de M87* son causados por rayos de fondo que se propagan de gas y polvo que rodean el agujero negro.Parte de esa luz pasa muy cerca del agujero negro y es modificada en nuestra dirección por la gravedad.El límite más cercano para que la luz pase a través de un agujero negro hasta llegar a nosotros se conoce como anillo de fotones.
Si un agujero negro fuera perfectamente observable, el anillo de fotones sería una línea delgada y brillante.Parte de la luz en el anillo de fotones se dispersa antes de llegar a nosotros y esto, combinado con los límites de resolución del EHT, crea las imágenes borrosas que vemos.Sin embargo, el EHT de próxima generación tiene una resolución más alta y puede capturar imágenes en menos tiempo.Esto proporciona imágenes detalladas de M87* y del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia.
Una de las cosas que ngEHT puede revelar son las múltiples capas de luz de la lente.La mayor parte de la luz que vemos alrededor de los agujeros negros proviene de anillos de fotones.Es decir, la luz de una lente potente que ha pasado por un agujero negro.Pero algo de luz orbitará el agujero negro por completo antes de abrirse camino, y una pequeña cantidad creará múltiples bucles.Cada tipo de trayectoria de fotones esAnillos de luz en diferentes capas alrededor del agujero negro.Si pudiéramos separar estas capas, podríamos comprender mejor la naturaleza de la gravedad cerca de los agujeros negros.
Y, como muestra un artículo reciente sobre arXiv, ngEHT también puede ayudar a sondear el horizonte de eventos del agujero negro.El área central oscura de la imagen M87* no es el área del horizonte de eventos.Es solo la sombra de un agujero negro causado por un anillo de fotones.Sin embargo, dentro del área central debe haber una sombra interior.La sombra del horizonte de sucesos.Como puede ver en este trabajo reciente, esta sombra interior no es solo un círculo.Su forma depende del tamaño y la rotación del agujero negro.
El campo gravitatorio cerca de un agujero negro es tan fuerte que distorsiona no solo la luz en el anillo de fotones, sino también las sombras en el horizonte de eventos.Por lo tanto, aunque el horizonte de eventos es verdaderamente esférico, nuestra vista del horizonte de eventos puede verse distorsionada por la fuerza gravitatoria del agujero negro.En este último estudio, el equipo demuestra cómo observar tanto los anillos de fotones como las sombras internas.Al comparar los dos, podemos obtener una comprensión más profunda de la dinámica de los agujeros negros, incluida información sobre cómo los agujeros negros capturan la luz y la materia.
Con el tiempo, es posible que finalmente podamos ver las sombras oscuras de la gravedad misma.
referencia:Andrew Chael, et al.“Observando las sombras internas de los agujeros negros: una vista directa de Event Horizon.”preimpresión de arXiv arXiv:2106.00683 (2021).