Fonte: Site Event Horizont Telescope, 12 de maio de 2022.
A imagem de um objeto de céu profundo há muito aguardada.
O Buraco-Negro da Via Láctea, galáxia onde habitamos.
Vamos conhecer sua localização, onde ele está localizado no céu terrestre.
Hoje de madrugada, dia 15 de maio, se olharmos o céu por volta das 2h 30min da madrugada, veremos:
- a Constelação de Virgem começando a se por no horizonte Oeste,
- a Constelação de Aquário na região Leste, e a constelação de Peixes começando a nascer no horizonte Leste.
- E bem alto no céu, temos três constelações: o médico Ofiúco, o Escorpião e o Caçador Sagitário, com o a linha do Equador Galáctico (em azul) separando Ofiúco e Escorpião de um lado e Sagitário do outro.
E bem próximo à fronteira entre as 3 constelações, encontramos o Centro Galáctico (CG), e bem ao seu lado, a localização de Sagittarius A* – o buraco negro há tanto procurado.
É claro, não podemos vê-lo, mas podemos localizar sua região.
A Lua vai atravessar o Equador Galáctico no dia 18 de maio, às 8h 20min. Infelizmente, nesse horário, a luz solar não nos permite vê-la.
A imagem do buraco-negro da Via Láctea é uma visão muito esperada do objeto massivo que fica no centro da galáxia que habitamos. Os cientistas já haviam visto estrelas orbitando em torno de algo invisível, compacto e muito massivo no centro da Via Láctea. Isso sugeria fortemente que este objeto – conhecido como Sagitário A* (Sgr A*, pronunciado “sadge-ay-star”) – é um buraco negro, e a imagem divulgada hoje (12 de maio de 2022) fornece a primeira evidência visual direta disso.
Embora não possamos ver o buraco negro em si, porque é completamente escuro, o gás brilhante ao seu redor mostra uma assinatura reveladora: uma região central escura (chamada de “sombra”) cercada por uma estrutura brilhante em forma de anel. A nova visão captura a luz curvada pela poderosa gravidade do buraco negro, que é quatro milhões de vezes mais massivo que o nosso Sol.
“ Ficamos surpresos com o quão bem o tamanho do anel estava de acordo com as previsões da Teoria da Relatividade Geral de Einstein”, disse o cientista do projeto EHT Geoffrey Bower, do Instituto de Astronomia e Astrofísica, Academia Sinica, Taipei.
“Estas observações sem precedentes melhoraram enormemente a nossa compreensão do que acontece no centro da galáxia e oferece novos insights sobre como esses buracos negros gigantes interagem com seus arredores.”
Os resultados da equipe do EHT foram publicados no dia 12 de maio de 2022 em uma edição especial da revista The Astrophysical Journal Letters .
A Imagem
Veja abaixo um zoom ao buraco-negro da Via Láctea, especialmente montado pela ESO.
O que o estudo revelou?
Como o buraco negro Sgr A* está a cerca de 27.000 anos-luz de distância da Terra, parece-nos ter aproximadamente o mesmo tamanho no céu que uma rosquinha donut na Lua, vista aqui da Terra.
Para visualizar algo que ocupa uma região tão pequena na esfera celeste, a equipe criou o poderoso Sistema de Telescópios chamado Telescópio de Evento de Horizonte (EHT), que conectou oito observatórios de rádio existentes em todo o planeta para formar um único telescópio virtual do “tamanho da Terra” .
Em 2017, o sistema EHT era formado pelos seguintes telescópios terrestres:
- Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA),
- Atacama Pathfinder Experiment (APEX),
- IRAM 30-meter Telescope,
- James Clerk Maxwell Telescope (JCMT),
- Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT),
- Submillimeter Array (SMA),
- Arizona Submillimeter Telescope (SMT),
- South Pole Telescope (SPT).
Desde então, o EHT adicionou à sua rede mais 3 telescópios:
- Telescópio da Groenlândia (GLT),
- NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) e
- Telescópio de 12 metros Arizona em Kitt Peak.
O EHT observou Sgr A* em várias noites, coletando dados por muitas horas seguidas, semelhante ao uso de um longo tempo de exposição em uma câmera.
A descoberta segue o lançamento da colaboração EHT em 2019 da primeira imagem de um buraco negro, chamado M87*, no centro da galáxia Messier 87, mais distante.
Os dois buracos negros parecem notavelmente semelhantes, embora o buraco negro da nossa galáxia seja mais de mil vezes menor e menos massivo que M87*.
“Temos dois tipos de galáxias completamente diferentes e duas massas de buracos negros muito diferentes, mas perto da borda desses buracos negros eles parecem incrivelmente semelhantes”,
diz Sera Markoff, co-presidente do EHT Science Council e professora de astrofísica teórica. na Universidade de Amsterdã, na Holanda.
“Isso nos diz que a Relatividade Geral governa esses objetos de perto, e quaisquer diferenças que vemos mais longe devem ser devido a diferenças no material que circunda os buracos negros”.
Esta conquista foi consideravelmente mais difícil do que para M87*, embora Sgr A* esteja muito mais perto de nós. O cientista do EHT Chi-kwan (‘CK’) Chan, do Steward Observatory and Department of Astronomy e do Data Science Institute da Universidade do Arizona, EUA, explica a dificuldade:
“O gás nas proximidades dos buracos negros se move na mesma velocidade – quase tão rápido quanto a luz – em torno de Sgr A* e M87*. Mas enquanto o gás leva dias a semanas para orbitar o maior M87*, no muito menor Sgr A* ele completa uma órbita em meros minutos. Isso significa que o brilho e o padrão do gás ao redor de Sgr A* estavam mudando rapidamente à medida que a EHT Collaboration o observava – um pouco como tentar tirar uma foto clara de um filhote perseguindo rapidamente seu rabo.”
Os pesquisadores tiveram que desenvolver novas ferramentas sofisticadas que explicassem o movimento do gás em torno de Sgr A*.
Enquanto o M87* era um alvo mais fácil e estável, com quase todas as imagens parecendo iguais, esse não era o caso do Sgr A*.
A imagem do buraco negro Sgr A* é uma média das diferentes imagens que a equipe extraiu, finalmente revelando pela primeira vez o gigante à espreita no centro de nossa galáxia.
O esforço foi possível graças à engenhosidade de mais de 300 pesquisadores de 80 institutos de todo o mundo que juntos compõem a Colaboração EHT. Além de desenvolver ferramentas complexas para superar os desafios da imagem Sgr A*, a equipe trabalhou rigorosamente por cinco anos, usando supercomputadores para combinar e analisar seus dados, enquanto compilava uma biblioteca sem precedentes de simulações de buracos negros para comparar com as observações.
Os cientistas estão particularmente animados por finalmente terem imagens de dois buracos negros de tamanhos muito diferentes, o que oferece a oportunidade de entender como eles se comparam e contrastam. Eles também começaram a usar os novos dados para testar teorias e modelos de como o gás se comporta em torno de buracos negros supermassivos. Este processo ainda não é totalmente compreendido, mas acredita-se que desempenhe um papel fundamental na formação e evolução das galáxias.
“Agora podemos estudar as diferenças entre esses dois buracos negros supermassivos para obter novas pistas valiosas sobre como esse importante processo funciona”, disse o cientista do EHT Keiichi Asada, do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica, Taipei. “Temos imagens de dois buracos negros – um na extremidade maior e outro na extremidade menor de buracos negros supermassivos no Universo – para que possamos ir muito mais longe do que nunca em testar como a gravidade se comporta nesses ambientes extremos.”
O progresso no EHT continua: uma grande campanha de observação em março de 2022 incluiu mais telescópios do que nunca.
A expansão contínua da rede EHT e atualizações tecnológicas significativas permitirão que os cientistas compartilhem imagens ainda mais impressionantes, bem como filmes de buracos negros em um futuro próximo.