Los radiofísicos han encontrado una manera de "fotografiar" un agujero negro
En primer lugar, estudiaremos el objeto Sagitario A * (4,31 millones de masas solares, presumiblemente un agujero negro) en el centro de nuestra galaxia.
Investigadores del Laboratorio de Informática e Inteligencia Artificial del Instituto Tecnológico de Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y el Observatorio Haystack han desarrollado un nuevo algoritmo que ayudará por primera vez en la historia a obtener una imagen real de un agujero negro. Más precisamente, esa área del espacio-tiempo, en cuyo centro se encuentra el agujero negro, invisible por definición.Por supuesto, Internet está lleno de imágenes de agujeros negros, y en películas de ciencia ficción y programas de televisión hemos visto agujeros negros cientos de veces. Pero todo esto es producto de la imaginación de los artistas, diseñadores y científicos, que solo asumen cómo podría ser el entorno del horizonte de eventos.Si los cálculos de los radiofísicos estadounidenses son correctos, y si sus esfuerzos son apoyados por colegas de otros países, pronto descubriremos la verdad."El agujero negro está muy, muy lejos, y es un objeto muy compacto", explica Katie Bouman, autora principal del artículo y estudiante graduada en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. "[Tomar un agujero negro en el centro de la galaxia de la Vía Láctea] es como capturar una toronja en la superficie de la luna, pero solo usando un radiotelescopio".El agujero negro en el centro de nuestra galaxia se encuentra a una distancia de 26,000 años luz, está rodeado por una nube de gas radiante con un diámetro de aproximadamente 1.8 parsecs. Además, el diámetro del agujero negro en sí mismo se estima en solo 44 millones de km, lo que es comparable con el radio de la órbita de Mercurio, el planeta más cercano al Sol del sistema solar. Para detectar un objeto tan distante y pequeño, se requiere un telescopio con un diámetro de 10,000 kilómetros. Es muy difícil construirlo, porque el diámetro de la Tierra es de solo 12 742 km.Como construir un telescopio del tamaño de la Tierra no es una opción, tuve que buscar otra solución. Los científicos han desarrollado un algoritmo que integra datos de radiotelescopios alrededor del planeta en una sola unidad para filtrar el ruido y construir una imagen sintetizada. El proyecto fue nombrado Event Horizon Telescope: Telescopio de horizonte de eventos."Las ondas de radio tienen muchas ventajas", dice Bowman. - A medida que la emisión de radio penetra a través de las paredes, pasa a través de nubes de polvo galáctico. "Nunca podríamos ver el centro de nuestra galaxia en el rango visible, porque hay demasiado de todo entre nosotros".
La ubicación del sistema solar (en el centro del punto amarillo) en relación con el centro de la galaxia donde se encuentra el agujero negro supermasivoSin embargo, las ventajas de los radiotelescopios implican sus desventajas. Debido a la necesidad de registrar ondas muy largas, el tamaño de la antena debe ser gigantesco. Ahora, el radiotelescopio más grande con una antena en la Tierra tiene un diámetro de antena de 304 metros. Por lo tanto, para fines prácticos, los astrofísicos usan radio interferómetros- Una herramienta para observaciones de radioastronomía con alta resolución angular, que consiste en al menos dos antenas separadas a una distancia y conectadas por una línea de cable.Principio de funcionamientoSi tomamos dos antenas ubicadas a una distancia d (base) entre sí, entonces la señal de la fuente a una de ellas llegará un poco antes que a la otra. Si, entonces, se interfieren las señales de dos antenas, entonces la información sobre la fuente con resolución efectiva se puede restaurar a partir de la señal resultante utilizando un procedimiento especial de reducción matemática 
. Este procedimiento de reducción se llama síntesis de apertura .
De hecho, el Event Horizon Telescope es un radio interferómetro tan gigantesco.Bowman y sus colegas ya han contado con el apoyo de seis observatorios en diferentes partes del mundo que han aceptado participar en el proyecto Event Horizon Telescope. Se espera la confirmación de la participación de otros observatorios en las próximas semanas.Según el plan, primero se probará el radio interferómetro en el objeto Sagitario A , una fuente de radio compleja ubicada en el centro de nuestra galaxia. Incluye los restos de una supernova (Sagitario A Este), un complejo de tres nubes de gas y polvo (Sagitario A Oeste) y el más interesante es Sagitario A * , supuestamente un agujero negro supermasivo. Emite en el infrarrojo, rayos X y otros rangos.Los datos de este objeto se filtrarán del ruido y se usarán para generar una imagen sintética de un agujero negro y el espacio circundante.Un algoritmo desarrollado por radiofísicos para sintetizar datos de radiotelescopios en una sola imagen se llama CHIRP (Reconstrucción continua de imágenes de alta resolución con parches anteriores). Después de entrenar en Sagitario A *, se supone que debe usarse para observar otros agujeros negros grandes y pequeños en diferentes regiones de nuestra galaxia, así como más allá.Hoy en día, los observatorios registran los agujeros negros mediante el escaneo por computadora, que registra destellos brillantes de luz, por ejemplo, cuando se absorbe una estrella, de la cual un agujero negro "aspira" el plasma.
Las coordenadas obtenidas se utilizarán para dirigir el radio interferómetro Event Horizon Telescope y enseñar el algoritmo CHIRP utilizando métodos que ahora se utilizan en algoritmos de visión artificial. Con el tiempo, el programa podrá detectar de forma independiente dichos patrones.El trabajo científico de un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y el Observatorio Haystack con detalles del algoritmo desarrollado se presentará el 27 de junio de 2016 en la Conferencia sobre Visión por Computadora y Reconocimiento de Patrones en Las Vegas. Después de eso, otros científicos tendrán la oportunidad de verificar los cálculos de colegas estadounidenses y, si todo está correcto, obtendremos la primera imagen de un agujero negro en aproximadamente un año.Lo esperamos con ansias.Source: https://habr.com/ru/post/es394807/
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