Não muito tempo atrás, a ideia de fotografar um buraco negro era tão quixotesca quanto fotografar um unicórnio. Agora, os cientistas têm não uma, mas duas imagens de dois buracos negros supermassivos diferentes – e ambos parecem tão mágicos quanto rosquinhas em chamas.
"Lembro-me de quando os buracos negros eram puramente teóricos", disse Ellen Stofan, subsecretária de ciência e pesquisa do Smithsonian e ex-cientista-chefe da NASA, durante um painel pós-revelação na quinta-feira. Moderada por Stofan, a conversa reuniu quatro membros da equipe de cientistas liderada por Harvard que em 2019 revelou ao mundo a primeira imagem de um buraco negro – um gigante apelidado de M87 em homenagem à sua galáxia, Messier 87. Horas antes do painel de discussão, a equipe compartilhou uma segunda imagem - um close da estrela Sagitário A (ou Sgr A *), o buraco negro comendo detritos leves e cósmicos no centro de nossa própria galáxia Via Láctea.

"Não há dúvida agora que vimos buracos negros pela primeira vez", disse Shep Doeleman, diretor fundador da colaboração Event Horizon Telescope, uma equipe internacional de mais de 100 cientistas liderada pelo Centro de Astrofísica | Harvard &Smithsonian. "É o alvorecer de uma nova era na astronomia."

Nesta nova era, os cientistas poderiam provar – ou refutar – as teorias de gravidade e relatividade de Einstein, encontrar a Terra 2.0 ou descobrir um buraco de minhoca para outro universo. (O último não será tão difícil para Doeleman, que disse, descaradamente, que ele vem de outro universo.)

Fotografar um buraco negro é ainda mais difícil do que parece. Para capturar imagens de objetos tão distantes, "você precisaria de um telescópio do tamanho da Terra", disse Kari Haworth, engenheira e diretora de tecnologia do Centro de Astrofísica. "Nós não fizemos isso porque isso é impossível e arruinaria a opinião de muitas pessoas", disse ela.

Em vez disso, os pesquisadores transformaram a Terra em um telescópio gigante coordenando máquinas individuais posicionadas no Havaí, Chile, México, Espanha, França e outros locais. Cada equipe teve que tirar uma foto exatamente ao mesmo tempo. Como os buracos negros engolem tudo o que chega muito perto – até a luz – eles não podem ser vistos. Mas sua gravidade maciça puxa e comprime a luz e os detritos próximos, criando um redemoinho gasoso giratório que está repleto de energia. "Transformar matéria em queda em luminosidade", foi como Doeleman colocou.

Essa luminosidade pode ser vista e fotografada. Parte da luz que é puxada para o campo gravitacional do buraco negro faz uma inversão de marcha ou um loop-de-loop antes de escapar e disparar na direção da Terra, carregando uma imagem de onde veio. A fotografia final da equipe do EHT é uma composição de fotos tiradas por cada telescópio e empilhadas umas sobre as outras. Para combinar todos esses dados – que são leves, capturados em um momento muito preciso – a equipe precisava realizar mais uma façanha estranha. Cada equipe do telescópio congelou sua luz, armazenou-a em discos rígidos (é muito grande para ser enviada pela internet) e voou, de avião, para um local central.

M87, o primeiro buraco negro a receber o tratamento estelar, é cerca de 1.000 vezes maior que a estrela A de Sagitário e muito mais estável, mas as imagens saíram quase as mesmas, um golpe para o EHT – e Albert Einstein. Einstein teorizou que os buracos negros têm apenas três características - massa, rotação e carga - e nenhum "cabelo" (como os astrofísicos gostam de chamar de propriedades adicionais). A única diferença é um ligeiro desfoque na imagem da estrela A de Sagitário. O buraco negro da nossa galáxia é mais agitado, tão inquieto quanto uma criança, e é mais difícil capturar uma imagem clara de algo que está mudando constantemente, disse o astrofísico Paul Tiede. Além disso, há uma sopa cósmica entre nós e a estrela A de Sagitário, que obscurece ligeiramente as imagens. "Mesmo com isso", disse Tiede, "ainda estou impressionado com a semelhança dessas imagens".

Pela maneira como os buracos negros são descritos, você pode esperar que eles sejam monstros insaciáveis, sugando tudo no espaço como um ralo de banheira. Não exatamente. Embora sejam os objetos mais poderosos do universo – Doeleman disse que um buraco negro formado ao dobrar a Terra ao meio poderia alimentar Manhattan por um ano – eles não estão devorando galáxias inteiras, apenas distorcendo o espaço-tempo e deslocando objetos de seu destino. caminhos.

Isso é uma boa notícia porque a equipe do EHT suspeita que há um buraco negro supermassivo no centro de cada galáxia. Mas mesmo com essas novas imagens, Tiede disse:"Nós não sabemos quase nada sobre elas". (Perguntado por que os buracos negros são em forma de rosquinha, ele respondeu:"Porque eles são deliciosos".)

“Os buracos negros vivem na fronteira do nosso conhecimento atual de física e astrofísica”, disse Angelo Ricarte, que trouxe seu buraco negro de estimação chamado Poe – um orbe preto macio com dois olhos arregalados – para o painel de discussão. Essas novas imagens já estão ajudando Ricarte e outros cientistas a estudar a estranha física dos gases superaquecidos que orbitam os buracos negros, bem como a forma como os gigantes expelem jatos desses gases a um milhão de anos-luz em qualquer direção. Esses jatos, disse Ricarte, podem ajudar a explicar “nossa história de origem cósmica”, ter efeitos profundos sobre como nossa galáxia evolui, ou ponte teorias do muito grande com o muito pequeno para apoiar uma teoria de tudo. "Há muitas coisas que ainda não entendemos completamente neste ambiente extremo", disse ele.

Para entender melhor, Doeleman quer construir um telescópio ainda maior, colocando outro dispositivo de imagem em um satélite que orbita a Terra. Ele também espera capturar algo mais emocionante do que uma foto de um buraco negro:um filme de um buraco negro.

"Se pudéssemos cronometrar as órbitas da matéria, isso seria um teste completamente diferente da teoria de Einstein", disse ele. + Explorar mais

Capturando um buraco negro:como funciona o supertelescópio EHT

Esta história foi publicada como cortesia do Harvard Gazette, o jornal oficial da Universidade de Harvard. Para mais notícias da universidade, visite Harvard.edu.