Astrônomos obtêm primeira imagem de um buraco negro

Redação do Site Inovação Tecnológica -  10/04/2019

Esta imagem mostra a consolidação dos dados do radiotelescópio virtual EHT, que revela a silhueta escura do buraco negro no centro da galáxia M87. [Imagem: EHT]

Primeira foto de um buraco negro

O Telescópio Horizonte de Eventos(EHT: Event Horizon Telescope) alcançou o objetivo para o qual foi longamente projetado e montado, mostrando a primeira evidência visual direta de um buraco negro supermassivo.

Esta primeira imagem de um buraco negro - mais propriamente, a imagem da silhueta de um buraco negro - sela décadas de debate entre os astrofísicos, com uma corrente forte na comunidade científica defendendo que buracos negros não existiriam e que seriam meramente demonstrações matemáticas, sem necessariamente uma equivalência em termos de objetos físicos observáveis.

Com a matemática agora estampada em uma imagem criada por uma equipe internacional, parece que a caravana irá andar e os debates poderão se concentrar em novas questões. O resultado também deverá descartar uma série de teorias e modelos elaborados pelos teóricos que não se convenciam da existência dos buracos negros.

O feito é comparável à primeira observação das ondas gravitacionais e, embora em uma área distinta, à descoberta do bóson de Higgs, uma vez que todas essas realizações dão suporte às teorias e modelos mais aceitos pela comunidade científica.

O EHT é um radiotelescópio virtual do tamanho da Terra, criado com a interligação de oito radiotelescópios por meio de uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI, sigla do inglês para Very-Long-Baseline Interferometry), que sincroniza os vários telescópios e explora a rotação do nosso planeta de modo a formar um enorme telescópio do tamanho da Terra.

As observações do EHT usaram uma técnica conhecida por interferometria, que sincronizou os telescópios ALMA, APEX, IRAM, James Clerk Maxwell, Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano, Submillimeter Array, Submillimeter Telescope e South Pole Telescope. [Imagem: EHT]

Primeiro buraco negro fotografado

O buraco negro "fotografado" está no centro da galáxia Messier 87, na constelação da Virgem. Ele está localizado a 55 milhões de anos-luz da Terra e tem uma massa de 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol.

O buraco negro tem cerca de 40 bilhões de quilômetros de diâmetro, cerca de 3 milhões de vezes o tamanho da Terra, o que é maior do que o Sistema Solar inteiro. Contudo, em relação à sua própria galáxia, ele pode ser considerado minúsculo, o que explica a dificuldade em detectá-lo. Esses dados refinam observações preliminares do EHT que, em 2012, mostraram pela primeira vez a fronteira final do buraco negro da M87.

Os buracos negros são objetos cósmicos com massas enormes condensadas em corpos extremamente compactos, o que gera uma gravidade suficiente para não deixar escapar nada, nem mesmo a luz. É por isso que a imagem mostrada é propriamente a imagem da silhueta do buraco negro, já que uma fotografia depende da luz refletida por um objeto - e o buraco negro não reflete nenhuma luz.

A fronteira do buraco negro - o horizonte de eventos, que dá o nome ao radiotelescópio virtual - é cerca de 2,5 vezes menor do que a sombra que projeta e mede menos de 40 bilhões de km de um lado ao outro.

Os dados brutos foram comparados com uma série de modelos para checar a validade das interpretações. [Imagem: EHT]

Sombra do buraco negro

A presença dos buracos negros afeta o meio onde estão inseridos de maneira extrema, deformando o espaço-tempo e superaquecendo o material que os rodeia.

Usando múltiplas calibrações e vários métodos de obtenção de imagens, a equipe do EHT recriou em computador a imagem do buraco negro, mostrando uma estrutura semelhante a um disco com uma região central escura - a sombra do buraco negro. A imagem se manteve em várias observações independentes do EHT e usando vários modelos diferentes para interpretação dos dados.

"Quando tivemos a certeza de ter efetivamente capturado a sombra, pudemos comparar o nosso resultado com uma extensa biblioteca de modelos computacionais que incluem a física do espaço distorcido, matéria superaquecida e fortes campos magnéticos. A imagem observada se ajusta bem com a nossa compreensão teórica, nos deixando confiantes na interpretação de nossas observações, incluindo nossa estimativa da massa do buraco negro," disse Luciano Rezzolla, da Universidade Goethe, na Alemanha.

A equipe prosseguirá em sua tentativa de fotografar agora o buraco negro Sagitário A*, no centro da própria Via Láctea. Isso contará com a ajuda de um aumento substancial na sensibilidade do EHT, graças ao acréscimo de mais três radiotelescópios: IRAM NOEMA Observatory, Greenland Telescope e Kitt Peak Telescope.

Bibliografia:

First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole
The Event Horizon Telescope Collaboration
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: 875, L1
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0ec7

First M87 Event Horizon Telescope Results. II. Array and Instrumentation
The Event Horizon Telescope Collaboration
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: 875, L2
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0c96

First M87 Event Horizon Telescope Results. III. Data Processing and Calibration
The Event Horizon Telescope Collaboration
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: 875, L3
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0c57

First M87 Event Horizon Telescope Results. IV. Imaging the Central Supermassive Black Hole
The Event Horizon Telescope Collaboration
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: 875 L4
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0e85

First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring
The Event Horizon Telescope Collaboration
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: 875, L5
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0f43

First M87 Event Horizon Telescope Results. VI. The Shadow and Mass of the Central Black Hole
The Event Horizon Telescope Collaboration
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: 875, L6
DOI: 10.3847/2041-8213/ab1141