Pela primeira vez na história, cientistas “fotografam” o buraco negro no centro da Via Láctea

Há cerca de quatro bilhões e meio de anos, nosso planeta surgia ainda muito diferente do que vemos hoje, nascendo a partir dos restos da explosão resultante do nascimento de uma estrela.

Desde então, estamos “presos” em um ciclo cósmico, onde a Terra gira em torno do Sol, que gira em torno do centro galáctico – o coração escuro e misterioso da Via Láctea. Lá, bem no centro da nossa galáxia, está um buraco negro supermassivo, chamado de Sagittarius A* (Sgr A*), com aproximadamente 4,3 milhões de vezes a massa do Sol.

Durante muito tempo, nossos cientistas só podiam inferir sua presença e medir este astro misterioso com base nos movimentos dos objetos ao seu redor, mas nunca vimos o objeto em si. Quer dizer, pelo menos não até agora.

Esta é a primeira vez na história que temos uma pequena visão do buraco negro Sgr A* | EHT Collaboration

A imagem que você vê ilustrando esta notícia é nada mais, nada menos, que a poeira ao redor do buraco negro Sgr A*, além da sua própria sombra. E esta é a primeira vez que a humanidade consegue ver essa imagem magnífica, graças ao trabalho árduo da ‘Event Horizon Telescope’ (EHT).

“Ficamos surpresos com a forma como o tamanho do anel estava de acordo com as previsões da teoria da relatividade geral de Einstein”, disse o cientista do projeto EHT, Geoffrey Bower, da Academia Sinica, em Taipei. “Essas observações sem precedentes melhoraram muito nossa compreensão sobre o que aconteceu no centro da nossa galáxia, e oferecem novos insights sobre como esses buracos negros gigantes interagem com seus arredores”.

Essa conquista científica chega até nós três anos depois que a colaboração EHT divulgou a primeira imagem da sombra de um buraco negro já obtida – um buraco negro supermassivo chamado M87*, com 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol, no centro de uma galáxia a 55 milhões de anos luz de distância.

Sgr A*, por sua vez, está consideravelmente mais próximo de nós, a uma distância de mais ou menos 25,8 mil anos-luz. Mas é difícil comparar as duas missões, já que elas apresentavam desafios distintos. Imaginar um buraco negro é como tentar criar a imagem do invisível.

Os buracos negros não emitem nenhuma radiação que possamos detectar. Eles são tão densos que, depois de um certo ponto conhecido como “horizonte de eventos”, nem mesmo a luz, a coisa mais rápida conhecida no Universo, é capaz de atingir a velocidade de escape de sua atração gravitacional.

O M87* é o que chamamos de núcleo galático ativo. Isso significa que ele está se alimentando – cercado por um enorme disco de poeira e gás que está sendo puxado para dentro do buraco negro. A fricção e a gravidade intensa envolvida neste processo aquecem esse material, de modo a fazê-lo brilhar intensamente. É o que vemos na foto de M87*, com a sombra do buraco negro no centro do material brilhante.

Comparação entre os dois buracos negros. | EHT Collaboration

Sgr A* pode estar mais próxima de nós, mas não é nem de longe tão ativo. De fato, se este buraco negro fosse uma pessoa, ele consumiria apenas o equivalente a um grão de arroz a cada milhão de anos. Além disso, o centro galático da Via Láctea é espesso, com uma poeira que esconde o que está contido nele.

Os cientistas já haviam detectado uma nuvem de gás orbitando Sgr A*, mas ela é relativamente fria e brilha de forma muito fraca. Além disso, como o buraco negro é menor, o período orbital do disco também é menor, o que significa que a luz muda em escalas de tempo muito rápidas.

“O gás nas proximidades dos buracos negros se move na mesma velocidade – quase tão rápido quanto a luz- em torno de Sgr A* e M87*”, disse o astrônomo Chi-kwan Chan, da Universidade do Arizona.

“Mas onde o gás leva dias a semanas para orbitar M87*, ele leva meros minutos em Sgr A*. Isso significa que o brilho e o padrão do gás ao redor do Sgr A* estava mudando rapidamente à medida que a EHT tentava observá-lo. De certa forma, é como tentar tirar uma foto nítida de um filhote correndo rapidamente atrás do seu rabo”.

Para superar todos esses desafios, o EHT combinou oito telescópios do mundo inteiro, que trabalharam juntos no que é, essencialmente, um telescópio do tamanho da Terra, com uma resolução espetacular.

Um grande número de imagens foi feito durante uma campanha de observação em 2017, produzindo seis terabytes de dados. Toda essa informação foi processada e analisada – o que levou anos e demandou o desenvolvimento de novos algoritmos para compensar a rápida alterabilidade.

Buracos negros supermassivos são um mistério cósmico. Não sabemos como eles conseguem ficar tão grandes – Sgr A* é realmente muito pequeno em comparação com outros do seu tipo – ou como eles se formaram em primeiro lugar, início dos tempos.

Eles são, no entanto, os principais impulsionadores da evolução do cosmos. Galáxias inteiras giram em torno deles; eles controlam a formação de estrelas, mesmo fora de suas próprias galáxias. Os buracos negros supermassivos que costumamos estudar são ativos, como o M87*.

Isso ocorre porque o material no espaço ao redor deles emite luz, e os campos magnéticos dos buracos negros podem acelerar jatos no espaço intergalático, os quais podem nos dizer muito sobre o próprio buraco negro.

O comportamento “tímido” do Sgr A* pode tê-lo tornado mais desafiador para ser fotografado, mas essa mesma característica faz com que ele seja um extraordinário objeto de estudo. Como ele não está brilhando de forma ativa, nós podemos ver o ambiente ao seu redor com um pouco mais de clareza, o que, por sua vez, pode nos dar uma janela melhor para a física do horizonte de eventos.

Isso pode nos ajudar a entender todos os tipos de mistérios dos buracos negros, como a forma como a acreção funciona, como os jatos são lançados, e até mesmo se a relatividade geral descreveu com precisão o espaço-tempo extremo nas proximidades de um buraco negro.


Com informações do ScienceAlert.

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