Temperaturas electrónicas inesperadamente altas en el entorno del agujero negro M87
Las simulaciones avanzadas realizadas con supercomputadoras han demostrado que las temperaturas de los electrones cerca del horizonte de eventos del agujero negro M87 son significativamente más altas de lo que se pensaba. Sin embargo, estos electrones están aproximadamente 100 veces más fríos que los protones involucrados.
Este hallazgo representa un reto a los modelos actuales de calentamiento electrónico en la física del plasma, ya que también existen discrepancias con las observaciones realizadas por el Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT, por sus siglas en inglés), que capturó la primera imagen del agujero negro en 2019.
Simulaciones que desentrañan el plasma, magnetismo y gravedad en un agujero negro
André Chael, investigador asociado en la Universidad de Princeton y parte de la colaboración del Event Horizon Telescope, ha utilizado simulaciones relativistas magnetohidrodinámicas generalizadas para modelar la interacción compleja entre plasma de alta energía, campos magnéticos intensos y la gravedad extrema cerca del agujero negro M87. A diferencia de simulaciones convencionales, estas consideran por separado a electrones y protones para comprender mejor sus relaciones térmicas y efectos físicos.
Gracias a supercomputadoras como Stampede2 y Stampede3 en el Texas Advanced Computing Center (TACC), estos modelos computacionales permitieron observar que las propiedades térmicas y la polarización del plasma no coinciden completamente con las predicciones iniciales.
Implicaciones y futuras investigaciones
El equipo científico apunta que las electrones del plasma del agujero negro podrían ser mucho más fríos que los protones, lo que abre nuevas direcciones para entender el comportamiento del plasma en estos entornos extremos. Se destaca que la sombra del agujero negro se mantiene estable en tamaño y forma, pero la zona más brillante en el anillo luminoso varía según la turbulencia y dinámica del plasma cercano al horizonte de eventos.
Con varios años de datos por analizar, el equipo planea crear una película que muestre la evolución temporal de este fenómeno. El estudio recientemente publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society detalla estos avances.
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