Observando os raios-X lançados no universo pelo buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia a 800 milhões de anos-luz de distância, O astrofísico da Universidade de Stanford Dan Wilkins notou um padrão intrigante. Ele observou uma série de clarões brilhantes de raios-X - empolgantes, mas não sem precedentes - e então, os telescópios registraram algo inesperado:flashes adicionais de raios-X que eram menores, mais tarde e de "cores" diferentes das dos clarões.

De acordo com a teoria, esses ecos luminosos eram consistentes com os raios X refletidos por trás do buraco negro - mas até mesmo uma compreensão básica dos buracos negros nos diz que esse é um lugar estranho de onde a luz vem.

"Qualquer luz que entra naquele buraco negro não sai, então não devemos ser capazes de ver nada que esteja por trás do buraco negro, "disse Wilkins, que é um cientista pesquisador do Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas e Cosmologia em Stanford e SLAC National Accelerator Laboratory. É outra característica estranha do buraco negro, Contudo, que torna esta observação possível. "A razão pela qual podemos ver isso é porque aquele buraco negro está distorcendo o espaço, dobrar a luz e torcer campos magnéticos em torno de si, "Wilkins explicou.

A estranha descoberta, detalhado em um artigo publicado em 28 de julho em Natureza , é a primeira observação direta da luz por trás de um buraco negro - um cenário que foi previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein, mas nunca confirmado, até agora.

"Cinquenta anos atrás, quando os astrofísicos começam a especular sobre como o campo magnético pode se comportar perto de um buraco negro, eles não tinham ideia de que um dia poderíamos ter as técnicas para observar isso diretamente e ver a teoria geral da relatividade de Einstein em ação, "disse Roger Blandford, um co-autor do artigo que é o professor Luke Blossom na Escola de Humanidades e Ciências e professor de física e física de partículas de Stanford e SLAC.

Como ver um buraco negro

A motivação original por trás desta pesquisa era aprender mais sobre uma característica misteriosa de certos buracos negros, chamado de corona. O material que cai em um buraco negro supermassivo alimenta as fontes contínuas de luz mais brilhantes do universo, e ao fazer isso, forma uma coroa ao redor do buraco negro. Essa luz - que é a luz de raios-X - pode ser analisada para mapear e caracterizar um buraco negro.

A principal teoria do que é uma corona começa com o gás deslizando para o buraco negro, onde superaquece a milhões de graus. Nessa temperatura, elétrons separados de átomos, criando um plasma magnetizado. Preso na poderosa rotação do buraco negro, o campo magnético forma um arco tão alto acima do buraco negro, e gira tanto sobre si mesmo, que eventualmente se rompe completamente - uma situação tão reminiscente do que acontece ao redor de nosso próprio Sol que tomou emprestado o nome de "corona".

"Este campo magnético sendo amarrado e, em seguida, estalando perto do buraco negro aquece tudo ao seu redor e produz esses elétrons de alta energia que passam a produzir os raios-X, "disse Wilkins.

Como Wilkins deu uma olhada mais de perto para investigar a origem das chamas, ele viu uma série de flashes menores. Esses, os pesquisadores determinaram, são os mesmos raios-X, mas refletidos da parte de trás do disco - um primeiro vislumbre do outro lado de um buraco negro.

"Há alguns anos venho construindo previsões teóricas de como esses ecos aparecem para nós, "disse Wilkins." Eu já os tinha visto na teoria que venho desenvolvendo, então, uma vez que os vi nas observações do telescópio, Eu poderia descobrir a conexão. "

Observações futuras

A missão de caracterizar e compreender as coronas continua e exigirá mais observação. Parte desse futuro será o observatório de raios-X da Agência Espacial Europeia, Athena (telescópio avançado para astrofísica de alta energia). Como membro do laboratório de Steve Allen, professor de física em Stanford e de física de partículas e astrofísica no SLAC, Wilkins está ajudando a desenvolver parte do detector Wide Field Imager para Athena.

"Ele tem um espelho muito maior do que jamais tivemos em um telescópio de raios-X e nos permitirá obter imagens de maior resolução em tempos de observação muito mais curtos, "disse Wilkins." Então, a imagem que estamos começando a obter dos dados no momento ficará muito mais clara com esses novos observatórios. "

Os co-autores desta pesquisa são da Saint Mary's University (Canadá), Instituto Holandês de Pesquisa Espacial (SRON), University of Amsterdam e The Pennsylvania State University.