Así es como utilizamos los agujeros negros supermasivos todos los días sin siquiera saberlo
Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, nos hemos guiado por las estrellas para orientarnos. Saber la hora y el día y mirar hacia las regiones polares, donde algunas estrellas aparecían fijas, nos proporcionaba los puntos cardinales. Hoy en día, nos orientamos utilizando información satelital, que no solo se utiliza en mapas y aplicaciones de tráfico, sino en innumerables aplicaciones, desde fotografías hasta banca. Todavía dependemos de la navegación celestial, pero las estrellas no son lo suficientemente buenas. Necesitamos agujeros negros supermasivos.
Los astrónomos creen que en el centro de cada galaxia hay un agujero negro supermasivo. La mayor parte del tiempo, estos agujeros negros están en silencio, pero si comienzan a alimentarse activamente, como en el caso de una gran cantidad de gas que cae sobre ellos, pueden volverse extremadamente brillantes a medida que el gas experimenta fuerzas increíbles. En algunos casos, entrarán en una fase de cuásar, y eso es útil.
En la Tierra, tenemos el meridiano de Greenwich, que es donde comienza la longitud. En el espacio, utilizamos cuásares. […] Y así es como fijamos nuestras coordenadas.
Dr. Christopher S. Jacobs
Los cuásares son extremadamente brillantes y son aproximadamente de origen puntual. También están tan lejos que cualquier movimiento intrínseco que posean no afecta las mediciones. Parecen fijos en el cielo. También emiten en una variedad de longitudes de onda, por lo que se los puede rastrear con ondas de radio, luz visible y más. La posición de estos cuásares se utiliza en el Marco de Referencia Celestial.
“¿Cuál es la importancia del marco de referencia celeste? Así es como sabemos dónde estamos en el espacio. En la Tierra, tenemos el meridiano de Greenwich, que es donde comienza la longitud. En el espacio, utilizamos cuásares, estas galaxias que envían un haz de estática de radio, y así es como fijamos nuestras coordenadas”, dijo a IFLScience el Dr. Christopher S. Jacobs, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
El sistema de referencia celeste es importante para el sistema de posicionamiento global (GPS) porque la Tierra no es una esfera perfecta que gira en un movimiento periódico perfecto sobre su eje y alrededor del Sol. Para compensar las pequeñas desviaciones de las imperfecciones de la Tierra, el GPS se calibra con respecto al sistema de referencia celeste. Lo ideal es que esto se haga a diario.
Se estima que la precisión tardaría semanas en disminuir hasta un nivel perceptible en la vida diaria, y podría seguir siendo aceptable si solo intentas orientarte en una ciudad nueva. Pero si necesitas una mayor precisión, como en el caso de los barcos o las naves espaciales, podría ser un problema enorme.
“Todo el sistema GPS puede desviarse a largo plazo a menos que tenga un punto fijo en el que estabilizarse. Por eso, cuando navegas con GPS, con tu teléfono, realmente se vincula con los cuásares. Los bancos lo utilizan para cronometrar, si van a enviar una gran cantidad de dinero, quieren saber dónde está en un momento determinado. Si estás en el océano, estás navegando, necesitas saber dónde estás”, dijo el Dr. Jacobs a IFLScience.
“Mi trabajo se centra en las sondas interplanetarias que van a Marte y otros planetas. Y una vez que se llega más allá de la Tierra, ya no hay GPS. Ahí es donde entran en juego también los cuásares y el marco celeste”.
Jacobs dirigió sesiones de astrometría en el 32Dakota del Norte Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional en Ciudad del Cabo. Entre los trabajos presentados se encuentra la investigación dirigida por el profesor Patrick Charlot para mejorar el marco de referencia celeste.
“Podemos mejorar [the celestial reference frame] “La mejora se puede lograr de varias maneras. Para mejorarla es necesario medir la posición de las fuentes con mayor precisión. Para mejorarla también es necesario contar con más fuentes y una mejor distribución en el cielo. También es necesario comparar mejor la cobertura con, por ejemplo, el marco óptico construido por Gaia”, explicó el profesor Charlot a IFLScience.
Algunos de los desafíos son técnicos. Por ejemplo, el hemisferio sur no está cubierto de manera tan uniforme como el norte, o hay muchas más fuentes en las longitudes de onda ópticas, por lo que para tener contrapartes de radio se necesitan observaciones de radio más profundas. La misión GaiaNIR, una continuación propuesta del observatorio Gaia, revelaría cuásares en el plano de la Vía Láctea actualmente oscurecido por el polvo de nuestra galaxia.
También hay consideraciones científicas. Las suposiciones sobre el movimiento del Sistema Solar alrededor de la Vía Láctea y la propia Vía Láctea pueden convertirse en factores que afecten la alta precisión que este marco de referencia pretende alcanzar.
Además, se supone que los cuásares son fuentes puntuales, pero en realidad no lo son. Cuanto mejores son nuestros telescopios, más extendidas parecen estas fuentes. Por eso es importante determinar de dónde proviene la emisión de radio y esa es una de las incertidumbres de la física de los agujeros negros supermasivos.
Si no basta con orientarnos en el mundo moderno y estudiar la complejidad del cosmos, el sistema de referencia celeste también nos ayuda a estudiar el funcionamiento interno de nuestros planetas. El movimiento de las placas tectónicas y otras causas de los movimientos irregulares de nuestro planeta salen a la luz gracias a la luz que emiten los agujeros negros supermasivos, que brillan 25 billones de veces más que el Sol a miles de millones de años luz de distancia.
