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¿Por qué hay tres puntos brillantes en la primera imagen de Sagitario A*?

Imagen del agujero negro Sagitario A* hecha pública por la colaboración EHT el 12 de mayo de 2022

¿Por qué hay 3 puntos brillantes distintos? La imagen del agujero negro en M87 tenía la mitad brillante y la mitad oscura, lo cual creo que es resultado de las diferentes velocidades relativas de las partículas que orbitan alrededor de él (hacia nosotros o lejos de nosotros)

Entonces, ¿por qué hay una diferencia?

¿Hay 3 discos de acreción rotativos distintos?

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Rob Jeffries Puntos 26630

Según el documento de lanzamiento de datos de imagen (Akiyama et al. 2022, ApJL, 930, L14), lo único que se puede tomar de manera confiable de esta imagen (que es una especie de compuesto promediado en el tiempo basado en $\sim 10$ horas de datos; mientras que la fuente varía en una escala de tiempo tan corta como minutos) es la presencia de una estructura anular que tiene el diámetro correcto para ser explicado por un agujero negro de 4 millones de masas solares en el centro de la Vía Láctea.

En particular, las características azimutales vienen y van y no son consistentemente reproducidas por las diferentes técnicas de reconstrucción de imagen empleadas.

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Akshay Puntos 108

No creo que nadie sepa. Toma los detalles de estas imágenes con mucho escepticismo. Simplemente reconstruir cualquier imagen del EHT es extremadamente difícil. Probablemente hay puntos calientes corriendo alrededor en el disco, pero se mueven mucho más rápido de lo que el EHT puede resolver. Esa es una de las cosas que hace que la reconstrucción de la imagen sea difícil: necesitas desentrañar la interferometría de la variabilidad intrínseca. Creo que la gente del EHT está contenta, en este momento, de ver un anillo de aproximadamente el tamaño angular correcto. Hay mucho más trabajo por hacer.

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Martijn Weterings Puntos 151

Artefactos de imagen

Esta imagen es creada por algoritmos complejos de reconstrucción de imagen que proponen soluciones alternativas que se promedian. Algunas de estas alternativas no muestran una estructura de anillo sino solo o principalmente los tres nudos o grupos. La imagen en cuestión es un promedio de todas esas opciones.

En el artículo "First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. III. Imaging of the Galactic Center Supermassive Black Hole" esto se discute en la sección "7.5. ¿Es Sgr A* un anillo?". Los autores dan tres causas potenciales 1 No es una estructura de anillo 2 El objeto es realmente un anillo pero la imagen está distorsionada debido a la dispersión 3 El objeto es realmente una estructura de anillo pero está distorsionada debido a observaciones imperfectas (hay una transformada de Fourier inversa involucrada con un espectro/uv-plane incompleto).

Los autores creen que la opción 3 es la más probable porque obtienen el mismo efecto en otros objetos que se sabe que tienen una estructura de anillo.

También se discute aquí: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-unveil-image-of-the-milky-ways-central-black-hole/

Lo que las imágenes reconstruidas no están de acuerdo es en los brillantes nudos que salpican el anillo. Los nudos son naturales, debido a los campos magnéticos enredados que atraviesan el tutú de gas caliente de un agujero negro. Pero los nudos en las imágenes de Sgr A* se mueven dependiendo de qué reconstrucción se use, y tienden a alinearse en las direcciones con más telescopios, Özel advirtió. “No confiamos tanto en los nudos”, dijo.

Lenteamiento

También hay simulaciones de imágenes que muestran múltiples fuentes brillantes debido al lenteamiento gravitacional. Cuando el anillo se ve de lado, entonces vemos el anillo delante del agujero negro más dos imágenes lenteadas del anillo detrás del agujero negro. Vea, por ejemplo, esta simulación de Jeremy Schnittman de la NASA.

O la simulación muy antigua de Jean Pierre Luminet

dibujo de Jean Pierre Luminet

Imagen de Wikipedia copiada de la fuente original Astronomía y Astrofísica, vol. 75, no. 1-2, mayo 1979, p. 228-235

Aquí se ve una imagen primaria distorsionada donde el punto brillante se debe a un efecto Doppler. En el centro negro está la sombra del agujero negro. A su alrededor hay un disco delgado de luz que es una imagen secundaria de la luz que ha viajado un camino de 180° alrededor del agujero negro.

Inhomogeneidades

Los puntos brillantes también aparecen en simulaciones que simulan inhomogeneidades en el gas que cae en el agujero negro a lo largo de líneas de corriente deformadas. Patrones ondulados pueden ocurrir debido a campos magnéticos y debido a la rotación del agujero negro.

Un ejemplo de simulación es de Dexter y Fragile en arXiv:1204.4454 "Modelos de disco de acreción inclinado alrededor de un agujero negro Sagittarius A*: emisión milimétrica a infrarrojo cercano variable en el tiempo", donde las ondas estacionarias son causadas por un deformación debido a la precesión de Lense-Thirring en la alineación inclinada del eje de rotación del agujero negro y el disco de acreción causando deformación


Pero sea lo que sea lo que creamos o pensemos, es especulación porque ni siquiera sabemos si los puntos son artefactos de imagen.

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