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La Misión de Interferometría Espacial (SIM, por sus siglas en inglés) obtendrá los movimientos propios de un muestreo de 27 galaxias, las primeras mediciones de movimientos propios de galaxias más allá del sistema satélite de la Vía Láctea. Estas mediciones son conducentes al conocimiento de la posición detallada en seis dimensiones y del vector de velocidad de cada galaxia. Conjuntamente con nuevos modelos de flujo gravitacional, el resultado dará la primera medición de la masa total de galaxias individuales. Las mediciones del SIM restringirán poderosamente las masas totales de la galaxia y harán una estimación determinada localmente de la densidad de la masa global del Universo. Habrá suficiente información para medir la masa de la materia oscura hasta los confines más remotos de las galaxias, y para discernir las medidas de los inmensos halos que pudieran extenderse más allá de las estrellas y el gas de las galaxias observables.

Las observaciones de objetos extragalácticos con el SIM permitirán por vez primera el estudio de sus estructuras a escala de pársecs en la longitud de onda óptica. ¿Son los foto centros ópticos de los quasares compactos y posicionalmente estables al nivel de miliarcosegundos?. Existen muchas razones teóricas para suponer que los quasares más variables y el Núcleo Galáctico Activo (AGN, por sus siglas en inglés) mostrarán un desplazamiento de varias decenas de miliarcosegundos. Los cambios en sus posiciones ópticas podrán ser resueltos por la SIM a nivel de unos pocos mas (miliarcosegundos). En la teoría estándar de las fuentes de radio extragalácticas, se presupone que las emisiones provenientes de los quasares y de los AGNs generan su potencia en un motor central (supuestamente un agujero negro) en donde se dan los fenómenos energéticos. El origen de la radiación de la longitud de onda óptica proveniente de un AGN identificado con fuentes de radio compactas no ha sido bien establecido. Existen varias posibilidades: 1) la radiación óptica es una emisión termal proveniente de un disco de acreción; 2) la radiación óptica es una emisión no termal proveniente de una corona magnetizada o un viento que emana desde la región central del disco de acreción; ó 3) la radiación óptica es una emisión proveniente de un chorro relativista proyectado en dirección al observador. Las observaciones del SIM permitirán una prueba directa de este modelo.

Debido a que la paralaje de un quasar es infinitamente pequeña, la SIM no necesita determinarlo. Un marco de referencia cuasi-inercial, formado por estrellas que se encuentren dentro de un margen de unos cuantos grados del blanco principal, será suficiente. Ya que la variabilidad de un AGN se da en una variedad de escalas de tiempo, la SIM podrá emitir resultados significativos con relativa rapidez. Conforme la misión progrese, los resultados pueden refinarse encuadrando esas estrellas de referencia con las coordenadas astrométricas. En cuanto a los estudios de los quasares, la SIM permitirá una astrometría diferencial duplicada, al buscar cambios en las posiciones de los quasares que dependan de su cambio de color (a través de la longitud de onda óptica) y de su vector de crono-dependencia en el cielo. Este experimento es diferencial tanto en la posición como en su longitud de onda.

La SIM también buscará pruebas contundentes de la existencia de sistemas binarios de agujeros negros. En estos sistemas, uno o ambos de los dos enormes agujeros negros pueden tener un AGN rodeándoles. Los dos agujeros negros, conjuntamente con su AGN, orbitan su centro de masa común. Los movimientos propios que sean significativos, detectables por la SIM, se dan sólo en binarios relativamente cercanos. Esto puede ocurrir cerca del final de un evento de fusión galáctica, cuando los núcleos de las dos galaxias se fusionan a sí mismos, en una típica escala de tiempo de unos cuantos cientos de millones de años. Los cálculos aproximados que se basan en pruebas circunstanciales y que pueden obtenerse actualmente, indican que los desplazamientos por arriba de los 10 mas (detectables de inmediato con la SIM), pueden presentarse en varios AGNs. El mejor candidato es probablemente el OJ287, con un período, inferido a partir de la observación de variabilidad, de 24 años y con una masa de 10⁹ masas solares. Se espera que durante los 5 años de la observación del SIM el desplazamiento orbital sea de aproximadamente 15 mas.