Si un agujero negro no emite luz, ¿cómo se puede tomar una fotografía del propio agujero negro?

La imagen es de la región central de M87, tomada en una longitud de onda donde el gas es "ópticamente delgado".

El anillo de luz brillante está prácticamente exactamente donde se espera que esté para que la radiación de sincrotrón emitida por el gas caliente haya sido captada gravitacionalmente por un agujero negro con la misma masa que se dedujo previamente del movimiento de las estrellas cerca del centro de M87.

Es una "imagen de un agujero negro", aunque todo lo que ves es la forma en que deforma la luz a su alrededor .

Tus analogías son pobres. No es como tomar una foto de alguien en una habitación oscura. La habitación aquí está iluminada y los efectos del agujero negro en esa luz aparentemente se han visto con bastante claridad. Ese, por cierto, es el único método por el cual puedes ver a alguien en una habitación iluminada, a menos que tengas ojos que detecten la luz infrarroja media que emiten. Por supuesto, esa opción no está disponible para un agujero negro, ya que no emiten luz en absoluto.

Tu otra analogía también es curiosa. Una mirada superficial al cielo revela que está lleno de moléculas de aire. Por eso es azul. Sin embargo, su vista carece de la resolución angular para ver moléculas de aire individuales, por lo que no podría verlas.

Aquí, la resolución del "telescopio" es lo suficientemente buena como para revelar la estructura esencial y el tamaño del anillo de fotones.

Finalmente, ¿por qué no es una imagen de un disco de acreción? Como dije, se espera que el disco sea ópticamente delgado y en realidad mucho más grande que el área de la imagen. No se esperaría que la emisión del disco mostrara nada más que una neblina con una vaga concentración central. Dada la resolución espacial de la imagen, lo que realmente se ha visto es un anillo nítido y brillante.

El disco de acreción alrededor de un agujero negro debe terminar en o un poco más allá de la órbita circular estable más interna. Esto es 3 veces el radio de Schwarzschild, pero las lentes gravitacionales harían que pareciera tener un radio interior de 3,7 veces el radio de Schwarzschild. El anillo brillante tiene un radio de 2,6 radios de Schwarzschild; correcto para una explicación de esfera de fotones con lente, incorrecto para la pared interna del disco de acreción (a menos que el agujero negro tenga el 70% de la masa previamente determinada a partir de los movimientos estelares).

La orientación podría estar bien para una explicación del disco de acreción. Si el eje de rotación está alineado con el chorro de M87, el disco debe estar a unos 17 grados desde el frente. Sin embargo, para ver las partes internas con una forma circular y una estructura tan definida, se necesitaría un disco geométricamente delgado y ópticamente grueso, lo contrario de lo que se deduce de las condiciones físicas en el plasma.

Para ver más contexto, aquí hay una vista más amplia de M87 tomada por Chandra y de la publicación de blog del equipo de Chandra :

Chandra se utilizó para observar M87 y otros objetivos durante la campaña EHT. Si bien Chandra no puede ver la sombra en sí, su campo de visión es mucho mayor que el del EHT, por lo que Chandra puede ver la longitud total del chorro de partículas de alta energía lanzado por los intensos campos gravitatorios y magnéticos alrededor del agujero negro. Este chorro se extiende a más de 1.000 años luz del centro de la galaxia.

Considere una lente extremadamente transparente. Si fotografía la lente, lo que la cámara realmente capta donde cubre la lente es la imagen distorsionada de lo que está detrás de la lente. ¿Diría usted que sigue siendo una fotografía de la lente? Yo diría que sí.

Si toma una fotografía de un objeto recubierto con Vantablack, la cantidad de luz que ingresa a la cámara desde ese objeto es insignificante. Con el redondeo, todos los píxeles que cubren el objeto podrían ser cero. ¿Sigue siendo una imagen de ese objeto? Yo diría que sí.

Tal como lo entiendo, ese punto negro en el medio es más grande que el horizonte de eventos, pero eso no significa que no sea el aspecto del agujero negro. Ver cualquier cosa es realmente ver cómo esa cosa ha influido en la luz que te llega desde esa dirección. La mayoría de las cosas reflejan la luz, pero la reflexión difusa es algo muy diferente a la reflexión de un espejo. Algunas cosas permiten el paso de la luz, pero la refractan de una manera que se puede notar. Algunas cosas lo absorben para que no veas ninguna luz en esa dirección. Siempre que pueda crear un contraste con la luz que lo rodea, decimos que estamos viendo esa cosa.