Primera Luz de futura sonda destinada al estudio de agujeros negros

La obtención de imágenes cercanas de agujeros negros es la misión principal de GRAVITY, el instrumento recientemente instalado en el Very Large Telescope de ESO en Chile. Durante sus primeras observaciones, GRAVITY logró combinar con éxito la luz estelar empleando los cuatro Telescopios Auxiliares. El gran equipo de astrónomos e ingenieros europeos, liderado por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, que diseñó y construyó GRAVITY, está muy complacido con el rendimiento del instrumento. Durante estas pruebas iniciales, la sonda ya ha obtenido una serie de extraordinarias primicias. Este es el instrumento de mayor potencia instalado a la fecha en el Interferómetro del VLT.

El instrumento GRAVITY combina la luz de varios telescopios para formar un único telescopio virtual de hasta 200 metros de ancho, utilizando una técnica llamada interferometría. Esto permite a los astrónomos detectar detalles mucho más precisos en las imágenes de objetos astronómicos de lo que es posible con un solo telescopio.

Desde el verano de 2015, un equipo internacional de astrónomos e ingenieros encabezado por Frank Eisenhauer (MPE, Garching, Alemania) ha llevado a cabo la instalación del instrumento en túneles especialmente adaptados ubicados bajo el Very Large Telescope en el Observatorio Paranal de ESO en el norte de Chile. Esta es la primera etapa de la puesta en marcha de GRAVITY dentro del Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI). Ahora se ha alcanzado un hito extremadamente importante: por primera vez, el instrumento logró combinar con éxito la luz estelar proveniente de los cuatro Telescopios Auxiliares del VLT.

“Durante su primera luz, y por primera vez en la historia de la interferometría de larga base en el campo de la astronomía óptica, GRAVITY logró exposiciones de varios minutos, un centenar de veces más largas de lo que era posible anteriormente”, comentó Frank Eisenhauer. “GRAVITY permitirá a la interferometría óptica realizar observaciones de objetos que poseen una emisión de luz mucho menor, e impulsará la sensibilidad y la precisión de la astronomía de alta resolución angular hacia nuevas fronteras, mucho más allá de lo que se ofrece actualmente".

Como parte de las primeras observaciones realizadas con el nuevo instrumento GRAVITY, el equipo examinó de cerca a las jóvenes y brillantes estrellas conocidas como el Cúmulo del Trapecio, ubicado en el corazón de la región de formación estelar de Orión. A partir de estos primeros datos, GRAVITY ya ha realizado un descubrimiento: uno de los componentes del cúmulo (Theta1 Orionis F) es una estrella doble. Este montaje compara imágenes de la región con diferentes telescopios. La imagen final generada por GRAVITY revela detalles mucho más precisos alrededor de una de las estrellas más débiles del cúmulo de los que podrían detectarse con el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA. (Foto: ESO/GRAVITY consortium/NASA/ESA/M. McCaughrean)

Como parte de las primeras observaciones, el equipo examinó de cerca a las jóvenes y brillantes estrellas conocidas como el Cúmulo del Trapecio, ubicado en el corazón de la región de formación estelar de Orión. A partir de estos primeros datos obtenidos en la etapa inicial, GRAVITY ya ha realizado un pequeño descubrimiento: uno de los componentes del cúmulo es una estrella doble.

La clave de este éxito fue la estabilización del telescopio virtual durante el tiempo suficiente, utilizando la luz de una estrella de referencia, de modo que una exposición prolongada hacia un segundo objeto con una emisión de luz mucho menor se vuelve factible. Por otra parte, los astrónomos también fueron capaces de estabilizar de manera exitosa la luz proveniente de los cuatro telescopios de manera simultánea, un logro nunca antes alcanzado.

GRAVITY puede medir la posición de los objetos astronómicos empleando escalas de gran exactitud, además de realizar espectroscopía y generar imágenes interferométricas [4]. Por ejemplo, podría ver objetos del tamaño de un edificio en la Luna, y localizarlos dentro de unos pocos centímetros. Estas imágenes de muy alta resolución tienen diversas aplicaciones, pero el foco principal a futuro será el estudio de los entornos que rodean a los agujeros negros.

En particular, GRAVITY tendrá la misión de investigar lo que ocurre en el extremadamente fuerte campo gravitacional cercano al horizonte de sucesos del agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la Vía Láctea (lo que explica la elección del nombre del instrumento). Esta es una región en la que el comportamiento es dominado por la teoría de la relatividad de Einstein. Además, descubrirá los detalles de los procesos de acreción de masa y los chorros o jets  (procesos que ocurren en torno a estrellas de reciente formación — objetos estelares jóvenes — y en las regiones que rodean a los agujeros negros supermasivos en los centros de otras galaxias). También realizará una labor notable en la exploración de los movimientos de estrellas binarias, exoplanetas y discos estelares jóvenes, y en la obtención de imágenes de las superficies de las estrellas.

Hasta el momento, GRAVITY  ha sido puesto a prueba con los cuatro Telescopios Auxiliares de 1,8 metros. Las primeras observaciones de GRAVITY con las cuatro Unidades de Telescopio del VLT de 8 metros han sido planificadas para más adelante durante este año. (Fuente: ESO)