Peter Tucker
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Uma equipe internacional de radioastrônomos anunciou hoje (10 de abril) a primeira imagem em close de um buraco negro.
É um buraco negro supermassivo no centro da galáxia Virgo A (também chamado de Messier 87 ou M87) e é tão grande - tão amplo quanto todo o nosso sistema solar - que mesmo a 53 milhões de anos-luz de distância, parece tão grande no céu como Sagitário A *, o buraco negro menor, mas ainda bastante supermassivo, no centro de nossa própria galáxia. Este anúncio é o primeiro resultado de um esforço que começou em abril de 2017, envolvendo todos os principais radiotelescópios da Terra - chamados coletivamente de Event Horizon Telescope.
Então, se esses objetos são tão grandes e os telescópios já existiam, por que os cientistas descobriram como imaginá-los apenas recentemente? E, uma vez que descobriram, por que demorou dois anos para produzir uma imagem? [9 fatos estranhos sobre buracos negros]
Para responder à primeira pergunta de maneira simples: buracos negros desse tamanho são muito raros. Acredita-se que toda grande galáxia tenha apenas uma em seu centro. Eles são tipicamente bastante escuros, envoltos em nuvens de matéria densa e estrelas. E mesmo o mais próximo, em nossa própria galáxia, está a 26.000 anos-luz da Terra.
Mas a nova imagem não revela a primeira luz que os humanos detectaram em um buraco negro. (E a imagem não é feita de luz como normalmente a imaginamos; as ondas eletromagnéticas que o telescópio localizou são ondas de rádio muito longas. Se você estivesse mais perto do buraco negro, também veria uma sombra de luz visível.)
Já em 1931, de acordo com o Observatório e Planetário Armagh, o físico Karl Jansky percebeu que havia um ponto brilhante de atividade de comprimento de onda de rádio no coração da Via Láctea. Os físicos agora suspeitam fortemente que este ponto é um buraco negro supermassivo. Desde essa descoberta, os físicos há muito detectaram outros buracos negros por meio de suas assinaturas de rádio.
A novidade aqui é que o Telescópio Event Horizons registrou a imagem da sombra que o buraco negro cria contra a matéria brilhante circundante do disco de acreção do objeto (a matéria quente caindo rapidamente em direção ao horizonte de eventos do buraco negro). Isso é empolgante para os físicos porque confirma algumas ideias importantes sobre como a sombra deveria ser, o que por sua vez confirma o que os cientistas já acreditavam sobre os buracos negros.
Para obter a imagem da sombra, os astrofísicos tiveram de detectar essas ondas de rádio com detalhes sem precedentes. Nenhum radiotelescópio poderia fazer isso. Mas os físicos descobriram como conectá-los em rede, ao redor da Terra, juntos para atuar como um telescópio gigante, como disse Sheperd Doeleman, astrofísico da Universidade de Harvard e diretor do Event Horizon Telescope, em entrevista coletiva da National Science Foundation.
Cada radiotelescópio capturou uma grande quantidade de fótons de rádio que chegavam, mas sem detalhes suficientes para detectar a sombra do buraco negro cercado por seu disco de acreção. Mas a perspectiva de cada telescópio na imagem era um pouco diferente. Assim, os cientistas combinaram meticulosamente os conjuntos de dados ligeiramente diferentes e, com a ajuda de relógios atômicos, compararam quando os fótons de rádio chegaram aos diferentes instrumentos. Desta forma, os físicos foram capazes de separar o sinal do buraco negro de muito ruído.
Os telescópios coletaram os dados reais usados para produzir a imagem ao longo de apenas três dias em abril de 2017. Isso totalizou mais de 5 petabytes, quase tanta informação quanto toda a Biblioteca do Congresso. Ele estava armazenado em uma vasta coleção de discos rígidos que juntos mediam toneladas, disse Dan Marrone, astrofísico e um dos colaboradores do projeto, em entrevista coletiva.
São tantos dados que enviá-los pela Internet era praticamente impossível, disse ele. Em vez disso, os físicos reuniram as informações em um só lugar, remetendo fisicamente os discos rígidos.
Os pesquisadores passaram o ano seguinte usando computadores para refinar e interpretar os dados até que esta imagem surgisse, disse Marrone. Eles passaram o ano seguinte verificando seus resultados e escrevendo artigos. Água na atmosfera, fótons de rádio perdidos de outras fontes e até mesmo pequenos erros nos dados do telescópio conspiraram para confundir os dados. A maior parte do trabalho do projeto, portanto, consistiu em matemática cuidadosa para levar em conta todos aqueles erros e o ruído nos dados, com o trabalho descobrindo lentamente a imagem escondida por trás desses problemas.
Portanto, de certa forma, tirar uma foto de um buraco negro acontece muito rapidamente. É desenvolvê-lo que leva muito tempo.
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Originalmente publicado em .