Leyenda: Impresión artística del cuásar 3C 279. Kornmesser
Un equipo internacional de astrónomos ha observado el corazón de un quásar distante con una nitidez sin precedentes, dos millones de veces más fina que la visión humana. Las observaciones, realizadas al conectar el telescopio Experimento Atacama Pathfinder (APEX) a otros dos en diferentes continentes por primera vez, es un paso crucial hacia el objetivo científico dramático del proyecto "Event Horizon Telescope": capturar imágenes de los agujeros negros supermasivos en el centro de nuestra propia galaxia y otras.
Los astrónomos conectaron APEX, en Chile, al Submillimeter Array (SMA) en Hawai, EE. UU., Y al Submillimeter Telescope (SMT) en Arizona, EE. UU. Pudieron hacer la observación directa más nítida del centro de una galaxia distante, el brillante quásar 3C 279, que contiene un agujero negro supermasivo con una masa aproximadamente mil millones de veces mayor que la del Sol, y está tan lejos de la Tierra que La luz ha tardado más de 5 mil millones de años en llegar a nosotros. APEX es una colaboración entre el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), el Observatorio Espacial de Onsala (OSO) y ESO. APEX es operado por ESO.
Los telescopios se vincularon utilizando una técnica conocida como Interferometría de línea de base muy larga (VLBI). Los telescopios más grandes pueden hacer observaciones más nítidas, y la interferometría permite que múltiples telescopios actúen como un solo telescopio tan grande como la separación, o "línea de base", entre ellos. Usando VLBI, las observaciones más nítidas se pueden lograr haciendo que la separación entre telescopios sea lo más grande posible. Para sus observaciones en el cuásar, el equipo utilizó los tres telescopios para crear un interferómetro con longitudes de línea de base transcontinentales de 9447 km de Chile a Hawai, 7174 km de Chile a Arizona y 4627 km de Arizona a Hawai. Conectar APEX en Chile a la red fue crucial, ya que contribuyó con las líneas de base más largas.
Las observaciones se realizaron en ondas de radio con una longitud de onda de 1.3 milímetros. Esta es la primera vez que se realizan observaciones a una longitud de onda tan corta como esta utilizando líneas de base tan largas. Las observaciones lograron una nitidez, o resolución angular, de solo 28 microarc segundos, aproximadamente 8 billonésimas de grado. Esto representa la capacidad de distinguir detalles increíblemente dos millones de veces más nítidos que la visión humana. Las observaciones de este agudo pueden sondear escalas de menos de un año luz a través del cuásar, un logro notable para un objetivo que está a miles de millones de años luz de distancia.
Las observaciones representan un nuevo hito hacia la imagen de agujeros negros supermasivos y las regiones que los rodean. En el futuro, se planea conectar aún más telescopios de esta manera para crear el llamado Event Horizon Telescope. El Event Horizon Telescope podrá obtener imágenes de la sombra del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, así como de otras galaxias cercanas. La sombra, una región oscura vista sobre un fondo más brillante, es causada por la curvatura de la luz por el agujero negro, y sería la primera evidencia de observación directa de la existencia del horizonte de eventos de un agujero negro, el límite desde el cual ni siquiera la luz puede escapar
El experimento marca la primera vez que APEX ha participado en observaciones de VLBI, y es la culminación de tres años de duro trabajo en el sitio de APEX a gran altitud en la meseta de 5000 metros de Chajnantor en los Andes chilenos, donde la presión atmosférica es solo aproximadamente la mitad que a nivel del mar. Para preparar APEX para VLBI, los científicos de Alemania y Suecia instalaron nuevos sistemas de adquisición de datos digitales, un reloj atómico muy preciso y registradores de datos presurizados capaces de grabar 4 gigabits por segundo durante muchas horas en condiciones ambientales difíciles. Los datos, 4 terabytes de cada telescopio, se enviaron a Alemania en discos duros y se procesaron en el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn.
La adición exitosa de APEX también es importante por otra razón. Comparte su ubicación y muchos aspectos de su tecnología con el nuevo telescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). ALMA se encuentra actualmente en construcción y finalmente constará de 54 platos con el mismo diámetro de 12 metros que APEX, más 12 platos más pequeños con un diámetro de 7 metros. Actualmente se está estudiando la posibilidad de conectar ALMA a la red. Con el área de recolección enormemente aumentada de los platos de ALMA, las observaciones podrían lograr una sensibilidad 10 veces mejor que estas pruebas iniciales. Esto pondría la sombra del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea al alcance de futuras observaciones.
