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 Messier 87 ou M87), e é tão grande - tão largo quanto todo o nosso sistema solar - que fica a 53 milhões de anos-luz de distância e 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 iniciado em abril de 2017, envolvendo todos os principais radiotelescópios do planeta - coletivamente denominado Telescópio Event Horizon.
Então, se esses objetos são tão grandes e os telescópios já estavam lá fora, por que os cientistas descobriram como imaginá-los apenas recentemente? E depois que descobriram, por que demorou dois anos para produzir uma imagem?
Para responder à primeira pergunta simplesmente: Buracos negros desse tamanho são muito raros. Pensa-se que toda galáxia grande tenha apenas uma no centro. Eles são tipicamente bastante escuros, envoltos em nuvens de matéria densa e estrelas. E mesmo o mais próximo, em nossa própria galáxia, fica a 26.000 anos-luz da Terra.
Mas a nova imagem não revela a primeira luz que os humanos detectaram de um buraco negro. (E a imagem não é feita de luz como a imaginamos; as ondas eletromagnéticas que o telescópio viu 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 o Planetário de Armagh, o físico Karl Jansky percebeu que havia um ponto brilhante de atividade de comprimento de onda de rádio no coração da Via Láctea. Agora os físicos suspeitam fortemente que esse ponto seja um buraco negro supermassivo. Desde essa descoberta, os físicos detectaram outros buracos negros por suas assinaturas de rádio.
O que há de novo aqui é que o Event Horizons Telescope fotografou a sombra que o buraco negro cria contra a matéria brilhante e circundante do disco de acúmulo 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 idéias importantes sobre como deve ser essa sombra, o que, por sua vez, confirma o que os cientistas já acreditavam sobre os buracos negros.
Para imaginar a sombra, os astrofísicos tiveram que detectar essas ondas de rádio em detalhes sem precedentes. Nenhum único radiotelescópio poderia fazer isso. Mas os físicos descobriram como colocar em rede todos eles, ao redor da Terra, juntos para agir como um telescópio gigante, como Sheperd Doeleman, astrofísico da Universidade de Harvard e diretor do Telescópio Event Horizon, disse em entrevista coletiva na National Science Foundation.
Cada radiotelescópio capturou uma grande quantidade de fótons de rádio recebidos, mas sem detalhes suficientes para detectar a sombra do buraco negro cercado por seu disco de acúmulo. 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. Dessa maneira, os físicos conseguiram extrair o sinal do buraco negro de muito barulho.
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 no total, sobre tanta informação quanto toda a Biblioteca do Congresso. Ele estava armazenado em uma vasta coleção de discos rígidos que juntos mediam em toneladas, disse Dan Marrone, astrofísico e um dos colaboradores do projeto, em entrevista coletiva.
São tantos dados que enviá-lo pela Internet era praticamente impossível, disse ele. Em vez disso, os físicos reuniram as informações em um só lugar, transportando fisicamente os discos rígidos.
Os pesquisadores passaram o ano seguinte usando computadores para refinar e interpretar esses dados até que essa imagem emergisse, disse Marrone. Eles passaram o ano depois disso verificando seus resultados e escrevendo documentos. Água na atmosfera, fótons de rádio dispersos de outras fontes e até pequenos erros nos dados do telescópio conspiraram para confundir os dados. A maior parte do trabalho do projeto, portanto, consistia em uma matemática cuidadosa para explicar todos esses erros e o ruído nos dados, com o trabalho lentamente descobrindo a imagem escondida por trás desses problemas.
Então, de certa forma, tirar uma foto de um buraco negro acontece muito rapidamente. Está desenvolvendo isso que leva muito tempo.
