Un proyecto de astronomía desarrollado por la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV) busca comprender los campos magnéticos que rodean a los agujeros negros. Esta investigación podría aportar a tecnologías de geolocalización de alta precisión, necesarias para la masificación de vehículos autónomos.
El estudio, titulado “Campos magnéticos cerca del horizonte del agujero negro”, es parte de un Fondecyt de Iniciación liderado por Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV. En el proyecto colaboran científicos del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania.
¿Cuál es la relevancia práctica de estudiar campos magnéticos en agujeros negros?
La razón por la que estudiar estos campos magnéticos resulta relevante se relaciona con los avances en técnicas de observación astronómica. Estos progresos permiten observar con mayor detalle regiones cercanas a los agujeros negros, lo que abre posibilidades de aplicación práctica, así lo afirma Mikhail Lisakov:
“Nosotros como radioastrónomos mejoramos nuestras técnicas, nuestros telescopios. Por lo tanto, ahora podemos ver más cerca objetos que antes no podíamos –como los agujeros negros– y, por lo tanto, necesitamos saber qué está pasando para usar ese conocimiento en otras aplicaciones”.
Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV
Una de las posibles aplicaciones de este estudio, es el propio perfeccionamiento de los sistemas de coordenadas, que permitirían determinar con mayor exactitud la ubicación de un vehículo, ideal para una de vehículos autónomos.
“Gracias a estos avances, eventualmente podríamos pensar en desarrollar vehículos autónomos, es una de las posibilidades de usar este conocimiento”.
Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV
Actualmente, es posible saber en qué calle o autopista se encuentra un automóvil, pero no con la precisión necesaria para identificar el carril por el que circula.
¿Cómo se pueden estudiar los campos magnéticos cerca de los agujeros negros?
Los campos magnéticos cerca de los agujeros negros se pueden estudiar de manera indirecta, y para ello se usa un método indirecto basado en los chorros relativistas.
Estos chorros están formados por plasma, un estado de la materia compuesto por partículas cargadas, como electrones e iones, que se comportan colectivamente bajo la influencia de campos eléctricos y magnéticos (NASA). En este contexto, la materia ionizada corresponde a átomos que han perdido o ganado electrones, generando carga eléctrica, lo que hace posible su detección y análisis en radioastronomía (ESA).
Mikhail Lisakov sostuvo:
“Sabemos que el campo magnético en los chorros tiene su origen cerca del agujero negro. Entonces si medimos el campo magnético en varias partes de los chorros relativistas podemos extrapolar al agujero negro”.
Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV
Para ello se emplea una técnica conocida como Very Long Baseline Interferometry (VLBI), que permite que varios radiotelescopios distribuidos por el mundo funcionen como una única antena. Esta solución ya fue implementa para obtener la primera fotografía de un agujero negro supermasivo.
Esta tecnología, utilizada en astrofísica de alta precisión, sincroniza observaciones tomadas en distintas ubicaciones para obtener imágenes detalladas de objetos lejanos.
Por su parte, un radiotelescopio, en este contexto, es un instrumento diseñado para captar ondas de radio provenientes del espacio, y es clave para estudiar fenómenos invisibles para los telescopios ópticos tradicionales.
“En primer lugar necesitamos saber cómo funcionan estos objetos. Pero nosotros, la humanidad, usamos chorros relativistas todos los días. Por ejemplo, nuestros teléfonos tienen Waze o Google Maps pero ¿cómo pueden saber nuestra posición en la Tierra? A través de muchos satélites que envían señales. Estos satélites necesitan tener un sistema de coordinación y para establecerlo utilizan observaciones de los cuásares y sus chorros relativistas”.
Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV
¿Qué rol tienen los estudiantes y qué se espera lograr con esta investigación?
El proyecto, con una duración de tres años, incluye la participación de estudiantes del Magíster en Ciencias con Mención en Física de la PUCV. Estos estudiantes están siendo capacitados en técnicas de interferometría para realizar observaciones, análisis y registros de los campos magnéticos, así lo comenta el académico:
“Trato de dar a mis estudiantes muchas oportunidades. Para mí es importante darles la posibilidad de entrar en colaboraciones internacionales y que tengan experiencia no sólo en hacer sus proyectos, sino también en establecer sus perfiles como investigadores para participar en otros proyectos y prácticas, conocer más gente y tener una visión amplia de las cosas. Es fundamental que los estudiantes tengan estas oportunidades y ésa es mi forma de trabajar”.
Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV
Mikhail Lisakov afirma que l finalizar la investigación, se espera contar con un número mayor de objetos aanalizados. Esto permitirá evaluar si existe relación entre la intensidad del campo magnético cercano al agujero negro y la potencia de los chorros relativistas:
“Al final del proyecto tendremos un conocimiento mayor, vamos a analizar varios objetos, unas tres veces más de los que tenemos ahora. El número total de objetos de los que sabremos su campo magnético cerca de los agujeros negros va a aumentar significativamente.”
Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV
Con estos datos, el equipo espera aplicar herramientas estadísticas que permitan identificar patrones entre el entorno magnético de estos objetos extremos y el comportamiento de los chorros que emiten.
“Y para ello utilizaremos métodos de estadística para establecer si hay alguna conexión entre el valor del campo magnético cerca del agujero negro y la fuerza de los chorros relativistas. Ésta es la conexión con la física fundamental y la pregunta para la cual queremos tener una respuesta: ¿es el campo magnético importante para acelerar las partículas o no? Nuestra teoría principal es que sí, pero necesitamos probarla”.
Mikhail Lisakov, académico del Instituto de Física de la PUCV
Fuente: Ciencia Chile
