Esta imagem simulada por computador mostra um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia. A região negra no centro representa o horizonte de eventos do buraco negro, onde nenhuma luz pode escapar do controle gravitacional do objeto massivo. A poderosa gravidade do buraco negro distorce o espaço ao seu redor como um espelho de casa de diversões. A luz das estrelas de fundo é esticada e manchada à medida que as estrelas passam pelo buraco negro. Crédito:NASA, ESA, e D. Coe, J. Anderson, e R. van der Marel (STScI)
Pesquisadores da Universidade de Waterloo desenvolveram um método que detectará cerca de 10 buracos negros por ano, dobrando o número atualmente conhecido em dois anos, e provavelmente revelará a história dos buracos negros em pouco mais de uma década.
Avery Broderick, professor do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Waterloo, e Mansour Karami, um aluno de doutorado também da Faculdade de Ciências, trabalhou com colegas nos Estados Unidos e no Irã para descobrir o método que tem implicações para o campo emergente da astronomia de ondas gravitacionais e a maneira como procuramos por buracos negros e outros objetos escuros no espaço. Foi publicado esta semana em The Astrophysical Journal .
"Nos próximos 10 anos, haverá dados acumulados suficientes sobre buracos negros suficientes para que os pesquisadores possam analisar estatisticamente suas propriedades como uma população, "disse Broderick, também membro do corpo docente do Perimeter Institute for Theoretical Physics. "Esta informação nos permitirá estudar buracos negros de massa estelar em vários estágios que freqüentemente se estendem por bilhões de anos."
Os buracos negros absorvem toda a luz e matéria e emitem radiação zero, tornando-os impossíveis de imaginar, muito menos detectar contra o fundo preto do espaço. Embora muito pouco se saiba sobre o funcionamento interno dos buracos negros, sabemos que eles desempenham um papel fundamental no ciclo de vida das estrelas e regulam o crescimento das galáxias. A primeira prova direta de sua existência foi anunciada no início deste ano pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), quando detectou ondas gravitacionais da colisão de dois buracos negros se fundindo em um.
"Ainda não sabemos quão raros são esses eventos e quantos buracos negros são geralmente distribuídos pela galáxia, "disse Broderick." Pela primeira vez, colocaremos toda a incrível física dinâmica que o LIGO vê em um contexto astronômico mais amplo. "
Broderick e seus colegas propõem uma abordagem mais ousada para detectar e estudar buracos negros, não como entidades únicas, mas em grande número como um sistema, combinando duas ferramentas astrofísicas padrão em uso hoje:microlente e interferometria de ondas de rádio.
A microlente gravitacional ocorre quando um objeto escuro, como um buraco negro, passa entre nós e outra fonte de luz, como uma estrela. A luz da estrela se curva em torno do campo gravitacional do objeto para chegar à Terra, fazendo a estrela de fundo parecer muito mais brilhante, não mais escuro como em um eclipse. Mesmo os maiores telescópios que observam eventos de microlente na luz visível têm uma resolução limitada, dizendo aos astrônomos muito pouco sobre o objeto que passava. Em vez de usar luz visível, Broderick e sua equipe propõem o uso de ondas de rádio para tirar vários instantâneos do evento de microlente em tempo real.
“Quando você olha para o mesmo evento usando um radiotelescópio - interferometria - você pode realmente resolver mais de uma imagem. É isso que nos dá o poder de extrair todos os tipos de parâmetros, como a massa do objeto, distância e velocidade, "disse Karami, estudante de doutorado em astrofísica em Waterloo.
Pegar uma série de imagens de rádio ao longo do tempo e transformá-las em um filme do evento permitirá que extraiam outro nível de informação sobre o próprio buraco negro.
