Imagine um buraco negro girando tão colossal e tão poderoso que chuta fótons, as unidades básicas de luz, e envia a eles milhares de anos-luz no espaço. Os cientistas estão anunciando na revista Natureza Física hoje, esses fótons bem viajados ainda carregam a assinatura daquele choque colossal, como uma distorção na maneira como se movem. A interrupção é como uma missiva de longa distância do próprio buraco negro, contendo informações sobre seu tamanho e a velocidade de sua rotação.
Os pesquisadores dizem que os fótons empurrados são a chave para desvendar a teoria que prevê buracos negros em primeiro lugar.
"É raro na pesquisa de relatividade geral que um novo fenômeno seja descoberto, que nos permita testar mais a teoria", diz Martin Bojowald, professor de física da Penn State e autor de um Notícias e visualizações artigo que acompanha o estudo.
Os buracos negros são tão poderosos em termos gravitacionais que distorcem a matéria próxima e até o espaço e o tempo. Chamado de framedragging, o fenômeno pode ser detectado por giroscópios sensíveis nos satélites, observa Bojowald.
O principal autor do estudo, Fabrizio Tamburini, astrônomo da Universidade de Pádua (Pádua), na Itália, e seus colegas calcularam que o espaço-tempo rotativo pode transmitir à luz uma forma intrínseca de momento angular orbital distinto de sua rotação. Os autores sugerem visualizar isso como frentes de onda não planas dessa luz torcida como uma escada em espiral cilíndrica, centralizada em torno do feixe de luz.
“O padrão de intensidade da luz distorcida transversal ao feixe mostra uma mancha escura no meio - onde ninguém entrava na escada - cercada por círculos concêntricos”, eles escrevem. “A distorção de um modo puro [momento angular orbital] pode ser vista em padrões de interferência.” Eles dizem que os pesquisadores precisam entre 10.000 e 100.000 fótons para juntar a história de um buraco negro.
E os telescópios precisam de algum tipo de visão 3D (ou holográfica) para ver os saca-rolhas nas ondas de luz que recebem, Bojowald disse: “Se um telescópio pode aumentar o zoom suficientemente perto, pode-se ter certeza de que todos os 10.000 a 100.000 fótons vêm de o disco de acréscimo e não de outras estrelas mais distantes. Portanto, a ampliação do telescópio será um fator crucial. ”
Ele acredita, com base em um cálculo aproximado, que “uma estrela como o sol tão longe quanto o centro da Via Láctea teria que ser observada por menos de um ano. Portanto, não será uma imagem direta, mas não seria preciso esperar muito tempo. ”
O co-autor do estudo, Bo Thidé, professor e diretor de programa do Instituto Sueco de Física Espacial, disse que um ano pode ser conservador, mesmo no caso de uma pequena rotação e da necessidade de até 100.000 fótons.
"Mas quem sabe", disse ele. “Saberemos mais depois de fazer uma modelagem mais detalhada - e observações, é claro. Neste momento, enfatizamos a descoberta de um
novo fenômeno geral da relatividade que nos permite fazer observações, deixando de lado previsões quantitativas precisas. ”
Ligações: Nature Physics
