Um buraco negro quase inimaginavelmente enorme está situado no coração da Via Láctea. Mas é claro, ninguém nunca viu um (mais ou menos sobre isso mais tarde): tudo é baseado em evidências que não são a observação direta.
A SMBH da Via Láctea é chamada Sagitário A * (Sgr. A *) e é cerca de 4 milhões de vezes mais massiva que o Sol. Os cientistas sabem que está lá porque podemos observar o efeito que ela tem sobre a matéria que se aproxima demais. Agora, temos uma das melhores vistas de Sgr. A *, graças a uma equipe de cientistas usando uma técnica chamada interferometria.
Como Sgr. A poderosa gravidade de A * atrai gás e poeira em sua direção, o gás e a poeira giram em torno do buraco. Uma quantidade enorme de energia é irradiada de alguma forma, que os astrônomos podem ver. Mas os astrônomos não sabem exatamente o que libera essa energia. É proveniente do material em turbilhão? Ou é proveniente de jatos de material que fogem do buraco?
"A fonte da radiação do Sgr A * é debatida há décadas."
Michael Johnson, do Centro de Astrofísica | Harvard e Smithsonian (CfA)
"A fonte da radiação do Sgr A * é debatida há décadas", diz Michael Johnson, do Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian (CfA). “Alguns modelos prevêem que a radiação vem do disco do material que está sendo engolido pelo buraco negro, enquanto outros a atribuem a um jato de material que sai do buraco negro. Sem uma visão mais nítida do buraco negro, não podemos excluir nenhuma das possibilidades. "
Portanto, entender os buracos negros significa que os astrônomos precisam ver mais claramente a região do buraco. Mas eventos em Sgr. A * são obscurecidos por nuvens irregulares de elétrons entre nós e o centro da galáxia. E essas nuvens desfocam e distorcem nossa visão do buraco negro.
Uma equipe de astrônomos conseguiu examinar essas nuvens de elétrons para ver mais claramente o que está acontecendo em Sgr. UMA*. A equipe é liderada por
Sara Issaoun, estudante de doutorado da Universidade Radboud, e ver o Sgr. Na vizinhança de A *, eles contavam com uma técnica chamada Very Long Baseline Interferometry (VLBI).
O resultado? Uma de nossas imagens mais nítidas do que acontece no buraco negro supermassivo de nossa galáxia.
A interferometria é a técnica de reunir vários telescópios para criar um objeto distante de maneira mais eficaz. Quanto mais distantes estiverem os escopos, mais longa será a linha de base e maior será a abertura efetiva. Com o VLBI, usado nesta pesquisa, os telescópios individuais abrangem o mundo, criando um enorme tipo de telescópio virtual.
Mas houve outros interferômetros e eles não viram Sgr. A * isso claramente. A equipe por trás deste estudo fez outro avanço na interferometria. Eles equiparam o poderoso ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no Chile com novos eletrônicos, chamados sistema de fases. Isso permitiu ao ALMA, que já é um interferômetro, ingressar em uma rede de 12 outros telescópios chamados GMVA (Global 3mm VLBI Array). Como o nome diz, o GMVA já é um interferômetro de linha de base muito longo. Então, juntar o GMVA ao ALMA cria uma espécie de Super VLBI.
"... estamos olhando para esta fera de um ponto de vista muito especial."
Heino Falcke, professor de radioastronomia da Universidade Radboud.
“O ALMA em si é uma coleção de mais de 50 antenas de rádio. A mágica do novo sistema ALMA Phasing é permitir que todos esses pratos funcionem como um único telescópio, que tem a sensibilidade de um único prato com mais de 75 metros de diâmetro. Essa sensibilidade, e sua localização no alto da Cordilheira dos Andes, a tornam perfeita para este estudo de Sgr A * ”, diz Shep Doeleman, da CfA, que foi pesquisador principal do Projeto ALMA Phasing.
"A inovação na qualidade da imagem veio de dois fatores", explica Lindy Blackburn, radioastrônoma da CfA. “Ao observar em altas frequências, a corrupção da imagem do material interestelar foi menos significativa e, adicionando o ALMA, dobramos o poder de resolução do nosso instrumento.”
Então, o que os cientistas aprenderam com essa inovação? Como essas imagens superiores os ajudaram a entender nosso buraco negro supermassivo, Sgr. UMA*?
As novas imagens mostram que a radiação do Sgr A * tem uma morfologia simétrica e é menor que o esperado - mede apenas 300 milionésimos de grau. "Isso pode indicar que a emissão de rádio é produzida em um disco de gás infalível, e não por um jato de rádio", explica Issaoun, que testou simulações de computador contra as imagens. “No entanto, isso faria do Sgr A * uma exceção em comparação com outros buracos negros emissores de rádio. A alternativa pode ser que o jato de rádio esteja apontando quase diretamente para nós. ”
Há muito debate em torno da energia irradiada por Mons. A * e se deve ou não a turbilhão, material aquecido no disco de acreção ou a jatos de material direcionados para longe do furo. Pode depender do nosso ponto de vista.
O supervisor de Issaoun é Heino Falcke, professor de radioastronomia da Universidade Radboud. Falcke ficou surpreso com esse resultado e, no ano passado, Falcke teria considerado este novo modelo de jato implausível. Recentemente, porém, outro conjunto de pesquisadores chegou a uma conclusão semelhante usando o Very Large Telescope Interferometer do ESO, de telescópios ópticos e uma técnica independente. “Talvez isso seja verdade, afinal de contas”, conclui Falcke, “e estamos olhando para esta fera de um ponto de vista muito especial.”
Os astrônomos não terminaram com o Sgr. A * ainda. Eles planejam melhorar a aparência do buraco negro supermassivo. “As primeiras observações do Sgr A * em 86 GHz datam de 26 anos atrás, com apenas um punhado de telescópios. Ao longo dos anos, a qualidade dos dados melhorou constantemente à medida que mais telescópios se juntam ”, diz J. Anton Zensus, diretor do Instituto Max Planck de Radioastronomia.
O próximo é o Telescópio Horizonte de Eventos.
O EHT é uma colaboração internacional projetada para investigar o entorno imediato de um buraco negro. Não é um telescópio, mas um sistema vinculado de radiotelescópios em todo o mundo, todos trabalhando juntos usando interferometria. Medindo a energia eletromagnética da região que circunda o buraco negro com várias antenas de rádio em vários locais, algumas das propriedades da fonte podem ser derivadas.
Os astrônomos passaram um período de quatro anos usando o EHT para estudar o buraco negro supermassivo Sgr. Esse período terminou em abril de 2017, mas uma equipe de 200 cientistas e engenheiros ainda está trabalhando nos dados. Até agora, eles lançaram apenas uma imagem de modelo de computador do que esperam ver.
Michael Johnson está otimista. “Se o ALMA tiver o mesmo sucesso em ingressar no Event Horizon Telescope em frequências ainda mais altas, esses novos resultados mostram que a dispersão interestelar não nos impedirá de olhar até o horizonte de eventos do buraco negro.”
Os resultados da equipe foram publicados no Astrophysical Journal.
Fontes:
- Press Release: Levantando o véu no buraco negro no coração de nossa galáxia
- Artigo: O tamanho, a forma e a dispersão de Sagitário A * a 86 GHz: primeiro VLBI com ALMA
- Revista Space: veja como podem ser as primeiras imagens do Event Horizon
- Entrada da Wikipedia: Sagitário A *
- Observatório ALMA
