Um telescópio do tamanho do nosso planeta começou a tarefa monumental de observar o buraco negro gigante no centro da nossa galáxia. O buraco negro supermassivo é chamado de Sagitário A *, e se esconde no núcleo da Via Láctea aproximadamente 26, 000 anos-luz da Terra.

As pistas indiretas para a existência de Sagitário A * são fortes, mas ainda temos que "vê-lo" diretamente. Isto é porque, apesar de seu tamanho, o buraco negro está muito longe e muito além da capacidade de resolução de nossos melhores telescópios.

Até agora.

Para visualizar diretamente este monstro cósmico, os radiotelescópios mais poderosos do mundo uniram forças para observar Sagitário A *, criando um enorme "telescópio virtual" com a largura de nosso planeta. Este projeto é denominado Event Horizon Telescope (EHT) e, depois de anos de planejamento, finalmente começou a observar Sagitário A *. Ele também verificará o buraco negro supermassivo de M87, uma galáxia no centro do enorme aglomerado galáctico de Virgem.

"Esta semana representa um empolgante e desafiador empreendimento para a astronomia, "França Córdova, o diretor da National Science Foundation (NSF), disse em um comunicado em 5 de abril. "Radiotelescópios de todo o mundo ... trabalharão em conjunto para testar algumas das teorias mais fundamentais da física."

História do buraco negro

Os buracos negros reinam como os objetos mais complexos e exóticos do nosso universo. Nessas regiões do espaço, a física "cotidiana" não se aplica, e a teoria da relatividade geral de Einstein domina.

Buracos negros supermassivos como Sagitário A * e M87 são conhecidos por ocupar o núcleo da maioria das galáxias. Esses objetos enormes podem ser de milhões para bilhões a massa do nosso sol e parecem ser tão antigas quanto as próprias galáxias. Eles têm um relacionamento íntimo com seus hospedeiros galácticos e o poder de desencadear o nascimento de estrelas. Por outro lado, eles também podem abortar a capacidade de uma galáxia de produzir algum estrelas. Essas relações complexas entre o buraco negro e a galáxia abrangem algumas das maiores questões que pairam sobre a cosmologia moderna.

Aumentando a potência dos radiotelescópios com interferometria de linha de base muito longa

Para entender esses objetos no coração de muitas galáxias, precisamos dar uma boa olhada neles. Mas para fotografar o horizonte de eventos de Sagitário A * - a região ao redor de um buraco negro onde nem mesmo a luz pode escapar da gravidade de um buraco negro - precisamos de uma técnica que combine o poder de muitos telescópios diferentes.

"A principal invenção em um telescópio é o 'elemento de foco, '"diz o astrofísico teórico Avery E. Broderick, que é professor associado da University of Waterloo e membro do corpo docente do Perimeter Institute of Theoretical Physics em Ontário, Canadá. "Galileo utilizou a propriedade das lentes; os telescópios modernos usam espelhos. O elemento de foco pega toda a luz que é espalhada pela abertura do telescópio e a traz de volta a um único local em foco."

Quanto maior a abertura do telescópio, quanto mais luz é coletada e, portanto, mais escuros e distantes os objetos no céu noturno que podem ser visualizados. Com a técnica de interferometria de linha de base muito longa, astrônomos podem conectar radiotelescópios, distantes uns dos outros em diferentes países e continentes, para imitar um único telescópio "virtual" com uma abertura tão larga quanto a Terra.

"Registramos as ondas eletromagnéticas nas estações individuais [de rádio telescópio], "continua Broderick." Em seguida, trazemos os dados de volta para um local central e em um computador - conhecido como correlator - e atrasamos quanto tempo levaria para que a luz voltasse ao foco principal no momento certo.

"Quanto mais longe as linhas de base [distância entre observatórios] estão uma da outra, quanto menor for a escala angular que conseguiremos ver. "

O tamanho angular de um objeto astronômico é seu tamanho aparente no céu de nossa perspectiva. Quanto mais longe um objeto está, quanto menor for seu tamanho angular. Combinando muitos radiotelescópios diferentes, a interferometria de linha de base muito longa pode permitir que os astrônomos vejam escalas angulares menores e, portanto, imagens de objetos muito distantes que de outra forma não seríamos capazes de ver. E a escala angular do EHT é surpreendente; terá o poder de resolver algo do tamanho de uma uva na superfície da lua. Isso significa que o distante Sagitário A * ainda está dentro das habilidades de resolução do EHT.

Combinar e correlacionar os sinais de observatórios individuais de todo o mundo - alguns com linhas de base de mais de 12, 000 milhas (19, 312 quilômetros) - não é uma tarefa fácil. Mas uma vez que isso seja alcançado, Astrônomos EHT esperam ser capazes de resolver uma imagem da sombra de Sagitário A * e ver estruturas em pequena escala ao redor do buraco negro, confirmando algumas das teorias mais extremas para a física neste ambiente de forte gravidade e, possivelmente, revelando algumas surpresas ao longo do caminho.

"Sagitário A * se tornará um laboratório para entendermos como esses gigantes cresceram, "diz Broderick.

Os buracos negros são bem conhecidos como comedores ferozes. Suas incríveis gravidades atraem material local - poeira, gás e estrelas - que são violentamente energizados e aquecidos em um disco de turbilhão, gás quente. Então, hora extra, parte desse material é sugado pelo buraco negro, aumentando sua massa. Contudo, como não conseguimos ver diretamente o que está acontecendo perto do horizonte de eventos do buraco negro, como esse acréscimo funciona tem sido um mistério.

Mas quando o EHT fica online, "devemos ser capazes de observar a turbulência magnética que achamos que impulsiona esse acréscimo, "Broderick aponta." Devemos ser capazes de assistir os redemoinhos turbulentos [girar] ao redor; um pouco como observar águas turbulentas em um riacho. "

Esperar, Tem mais

Embora Sagitário A * seja certamente o buraco negro supermassivo mais próximo (e mais conhecido) da Terra, é apenas metade da história.

"Existem dois fontes (de rádio) que estão em pauta este ano - há Sagittarius A * e também M87, "diz Broderick. E o buraco negro do M87 é muito diferente do Sagitário A *.

Embora M87 seja cerca de 2, 000 vezes mais longe da Terra do que Sagitário A *, é mais de 2, 000 vezes mais massivo, portanto, ele aparecerá no céu para o EHT com aproximadamente o mesmo tamanho angular. O que mais, este buraco negro é conhecido por ser extremamente ativo, explodindo gases no espaço quase à velocidade da luz. Como esses jatos são formados é um mistério - afinal, buracos negros são mais conhecidos por consumirem matéria, não cuspindo de volta para o espaço!

Os astrônomos, portanto, têm uma oportunidade incrível de estudar dois buracos negros este ano, um na Via Láctea e o outro em uma galáxia distante, dando aos astrônomos uma visão sem precedentes de dois objetos muito diferentes.

"É uma viagem de exploração, você nunca sabe REALMENTE o que vai ver, isso é o que o torna emocionante, "Broderick disse ao HowStuffWorks." Achamos que temos ideias e passei muito tempo desenvolvendo modelos para o EHT ... e descobrindo o que podemos e o que não podemos determinar. Mas está totalmente dentro das possibilidades de que possamos ver algo totalmente diferente - e essa é provavelmente a possibilidade mais emocionante. "

Então, quando o mundo verá a primeira imagem histórica de um buraco negro? Precisamos ser pacientes. Provavelmente não será até julho que uma imagem começará a se formar, e provavelmente será o final de 2017 que veremos, pela primeira vez, o anel brilhante do horizonte de eventos de um buraco negro.