Saíram imagens do buraco negro M87* em raios X, gama e ultravioleta

Em abril de 2019, o mundo pôde ver pela primeira vez a foto de um buraco negro. Era o M87*, que tem 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol e fica localizado no centro de uma galáxia a 53 milhões de anos-luz de distância da Terra. A galáxia também é conhecida pelo código M87, mas sem o asterisco. 

Obter a imagem não foi nada fácil: mais de 200 pesquisadores se debruçaram sobre os dados obtidos pelo Telescópio Horizonte de Eventos (EHT, sigla em inglês). O EHT, apesar do nome no singular, consiste em oito telescópios espalhados ao redor do planeta. As porções de luz captadas por cada um deles são combinadas para gerar imagens de resolução altíssima. Para um telescópio sozinho realizar um feito equivalente, ele precisaria ter o tamanho da Terra.

Na época, pudemos observar um círculo preto com uma mancha alaranjada ao seu redor, que lembrava um bocado um donut. O buraco negro em si é apenas a bola escura – ele não emite luz, já que nem ela escapa do ponto de não retorno gravitacional ao redor do centro buraco, conhecido como horizonte de eventos (daí o mesmo nome do telescópio). O borrão colorido, por sua vez, consiste em gás e poeira aquecidos que giram a velocidades estonteantes na beiradinha do horizonte de eventos. Como crianças correndo perigosamente em torno de uma piscina – e caindo às vezes. 

Em março deste ano, o EHT divulgou uma nova imagem, baseada nos mesmos dados de 2017, mas agora exibindo a polarizacão da luz. Isso significa que as linhas riscadas sobre o disco laranja nos permitem observar o comportamento do campo magnético que envolve o buraco negro. Veja abaixo: 

–

A imagem original do M87 – a rosquinha tão familiar a nós – na verdade não foi feita com luz que podemos ver, mas com ondas eletromagnéticas de energia mais baixa, invisíveis aos nossos olhos. São as chamadas ondas de rádio, que também são usadas pelos roteadores de internet sem fio. Todos os telescópios envolvidos no EHT na verdade são radiotelescópios, especializados nesse tipo de onda. Eles têm a forma de antenas parabólicas. Nada a ver com os tubos recheados com lentes do nosso imaginário.

A novidade da vez é que outros telescópios entraram no páreo para fazer imagens do M87* e da galáxia que o circunda. Esses equipamentos conseguem enxergar outros tipos de luz: tanto a que nossos olhos podem ver quanto luzes de energia mais alta, como o ultravioleta, os raios X e os raios gama. Você pode entender melhor como funcionam as fotos do espaço e como elas exploram o chamado espectro eletromagnético (o conjunto de luzes de diferentes energias existentes na natureza) neste texto da Super.

Essas novas imagens saíram nesta quarta-feira (14) no periódico especializado The Astrophysical Journal Letters. Elas vão ajudar os especialistas a estudar o jato de partículas eletricamente carregadas que é emitido pelo buraco negro – e atinge milhões de anos-luz de comprimento, formando uma espécie de cauda que se projeta a partir do centro da galáxia. Essas observações podem confirmar previsões sobre a distorção do tempo por corpos de grande massa feitas com as equações da Teoria da Relatividade Geral de Einstein (que, até hoje, não de uma bola fora).

Em 2017, não era apenas a equipe do EHT que estava trabalhando duro. 760 profissionais em mais de 20 outros telescópios distribuídos em solo e na órbita da Terra também estavam estudando o buraco negro M87. E foram eles quem obtiveram as imagens da galáxia M87 exibidas no vídeo a seguir, captando a luz que ele emite em diferentes faixas de energia. Essas imagens não alcançam o mesmo zoom da imagem original, que permite ver os contornos do buraco negro claramente. 

O vídeo começa na foto mais famosa e vai se distanciando do centro da galáxia M87 para mostrar a escala em que se encaixa cada imagem subsequente.

Uma observação detida do jato de partículas também pode elucidar a origem dos raios cósmicos – que são pedacinhos de núcleos atômicos vagando pelo Universo com uma energia altíssima. Sabe-se que esses balaços microscópicos são gerados por fenômenos violentos, e buracos negros supermassivos como o M87* são bons candidatos.

Próximos passos

O Telescópio Horizonte de Eventos (EHT) está programado para voltar a observar o buraco negro M87 nesta semana. Ele tem apenas uma pequena janela entre março e junho para fazer sua coleta de dados, quando o clima tende a ser melhor em seus vários pontos de observação. Ele deveria ter trabalhado nos últimos dois anos, mas problemas técnicos atrapalharam o funcionamento em 2019, e ele ficou novamente fora de serviço em 2020 devido a pandemia da Covid-19.

Além do M87, os astrônomos também voltarão os olhos para outros buracos negros supermassivos, como o Sagitário A *, que se encontra no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Desde 2017, outros três radiotelescópios foram adicionados ao EHT: o Telescópio da Groenlândia, o ARO 12m Radio Telescope no Arizona e o Northern Extended Millimeter Array na França.