Las observaciones de varios años hechas con el Event Horizon Telescope captan patrones de polarización cambiantes en un agujero negro supermasivo de la galaxia M87 y detectan emisiones a 230 GHz cerca de la base de su chorro.
Los algoritmos matemáticos que convierten los datos de la EHT en imágenes han sido desarrollados por el investigador de la Universidad de las Islas Baleares Alejandro Mus.
La colaboración del Evento Horizon Telescope (EHT) ha presentado nuevas y detalladas imágenes del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 —conocido como M87*— que revelan un entorno dinámico con patrones de polarización cambiantes cerca del agujero negro. Además, los científicos han encontrado en los datos del EHT los primeros indicios de la emisión extendida del duelo cerca de la base del mismo duelo, que conecta con el anillo alrededor de M87.
Estas nuevas observaciones, publicadas en la revista Astronomy & Astrophysics el 16 de septiembre, ofrecen nuevas perspectivas sobre cómo la materia y la energía se comportan en los entornos extremos que rodean los agujeros negros.
El investigador Alejandro Mus, profesor ayudante doctor del Departamento de Ciencias Matemáticas e Informática y miembro del grupo de I+D+I consolidado de Soft Computing, Procesamiento de Imágenes y Agregación (SCOPIA) de la Universidad de las Islas Baleares, ha contribuido a este descubrimiento desarrollando los algoritmos matemáticos complejos que convierten los datos del EHT en imágenes.
Cambios en el campo magnético de M87
Situada a unos 55 millones de años luz de la Tierra, M87 acoge un agujero negro supermasivo con más de seis mil millones de veces la masa del Sol. El EHT, una red global de radiotelescopios que actúa como un observatorio del tamaño de la Tierra, capturó por primera vez la imagen icónica de la sombra del agujero negro de M87* en el año 2019. Ahora, comparando observaciones de 2017, 2018 y 2021, los científicos han dado un paso más para descubrir cómo cambian los campos magnéticos cerca del agujero negro a lo largo del tiempo.
«Lo más destacable es que, mientras que el tamaño del anillo se ha mantenido constante a lo largo de los años —confirmando la sombra del agujero negro predicha por la teoría de Einstein—, el patrón de polarización cambia de manera significativa», asegura Paul Tiede, astrónomo del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian y coautor principal del nuevo estudio. «Esto nos dice que el plasma magnetizado que gira cerca del horizonte de eventos está lejos de ser estático; es dinámico y complejo, y pone nuestros modelos teóricos al límite», añade.
«Año tras año, mejoramos el EHT —con más telescopios e instrumentación renovada, nuevas ideas para exploraciones científicas y nuevos algoritmos para sacar más provecho de los datos», añade el coautor Michael Janssen, profesor ayudante en la Universidad Radboud de Nimega y miembro del consejo científico del EHT. «En este estudio, todos estos factores han confluido de manera magnífica en nuevos resultados científicos y nuevas preguntas, que sin duda nos mantendrán ocupados durante muchos más años.»
Cambios en el patrón de polarización
Entre 2017 y 2021, el patrón de polarización cambió de dirección. En 2017, los campos magnéticos parecían girar en una dirección; en 2018 se estabilizaron; y en 2021 se invirtieron, girando en la dirección opuesta. Algunos de estos cambios aparentes en la dirección de rotación de la polarización podrían estar influidos por una combinación de estructura magnética interna y efectos externos, como una pantalla de Faraday. Los efectos acumulativos de estos cambios de polarización en el tiempo sugieren un entorno evolutivo y turbulento, donde los campos magnéticos tienen un papel fundamental en gobernar como cae la materia dentro del agujero negro y cómo la energía es proyectada hacia el exterior.
«El hecho de que el patrón de polarización cambiara de dirección entre 2017 y 2021 fue totalmente inesperado», explica Jongho Park, astrónomo de la Universidad de Kyung Hee y colaborador del proyecto. «Esto desafía nuestros modelos y muestra que todavía hay muchas cosas que no entendemos cerca del horizonte de acontecimientos.»
Un elemento clave es que las observaciones del EHT de 2021 incluyeron dos nuevos telescopios —Kitt Peak en Arizona y NOEMA en Francia—, que mejoraron la sensibilidad y la claridad de la imagen de la red. Esto permitió a los científicos restringir, por primera vez con el EHT, la dirección de la emisión de la base del rayo relativista de M87* —un haz estrecho de partículas energéticas expulsadas del agujero negro casi a la velocidad de la luz. Las mejoras en el Greenland Telescope y en el James Clerk Maxwell Telescope perfeccionaron aún más la calidad de los datos de 2021.
«La mejora en la calibración ha supuesto un aumento extraordinario en la calidad de los datos y en el rendimiento de la red, con nuevas líneas de base cortas —entre NOEMA y el telescopio de 30 m del IRAM, y entre Kitt Peak y SMT— que ofrecen las primeras restricciones sobre la emisión débil de la base del chorro», dijo Sebastiano von Fellenberg, investigador postdoctoral en canadian Institute for Theoretical Astrophysics (CITA) de la Universidad de Toronto, y también en el Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), que se centró en la calibración del proyecto. «Este salto en sensibilidad también mejora nuestra capacidad de detectar señales sutiles de polarización.»
Desde la Universidad de las Islas Baleares, el doctor Alejandro Mus añade que «Kitt Peak y NOEMA han hecho que nuestros algoritmos tengan más información y puedan obtener soluciones más precisas».
Un laboratorio en el espacio sobre la evolución de las galaxias
Los chorros (jets, en inglés) como el de M87* tienen un papel crucial en la evolución de las galaxias, regulando la formación estelar y distribuyendo energía a escalas enormes. Emitiendo a través de todo el espectro electromagnético —incluyendo rayos gamma y neutrinos—, el potente granel de M87* proporciona un laboratorio único para estudiar cómo se forman y se originan estos fenómenos cósmicos. Esta nueva detección ofrece una pieza vital del rompecabezas.
«Estos resultados muestran cómo el EHT se está convirtiendo en un observatorio científico completo, capaz no sólo de ofrecer imágenes sin precedentes, sino también de construir una comprensión progresiva y coherente de la física de los agujeros negros», afirma Mariafelicia De Laurentis, profesora de astronomía en la Universidad de Nápoles Federico II y científica del proyecto EHT. «Cada nueva campaña amplía nuestro horizonte, desde la dinámica del plasma y los campos magnéticos hasta el papel de los agujeros negros en la evolución cósmica. Es una demostración concreta del potencial científico extraordinario de este instrumento».
A medida que la colaboración del Evento Horizon Telescope continúa expandiendo sus capacidades de observación, estos nuevos resultados iluminan el entorno dinámico que rodea M87* y profundizan en la comprensión científica de la física de los agujeros negros.
Referencia bibliográfica
The Event Horizon Telescope Collaboration. Horizon-scale variability of from 2017--2021 EHT observations. Astronomy & Astrophysics, 2025. DOI: 10.1051/0004-6361/202555855
URL: https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202555855
Fecha del evento: 16/09/2025
Fecha de publicación: Tue Sep 16 09:00:00 CEST 2025
