Obtida a Primeira Imagem de um Buraco Negro

Usando o Telescópio Event Horizon, os cientistas obtiveram uma imagem do buraco negro no centro da galáxia M87, delineada pela emissão de gás quente girando em torno dele sob a influência da forte gravidade perto de seu horizonte de eventos.

A imagem de um buraco negro e sua sombra foram capturados pela primeira vez, um feito histórico de uma rede internacional de radiotelescópios chamada Telescópio Horizonte de Eventos (EHT, na sigla em inglês).
Um buraco negro é um objeto extremamente denso do qual nenhuma luz pode escapar. Qualquer coisa que caia dentro do "horizonte de eventos" de um buraco negro, seu ponto sem retorno, será consumido, para nunca mais reemergir, por causa da gravidade inimaginavelmente forte do buraco negro. Por sua própria natureza, um buraco negro não pode ser visto, mas o disco quente de material que o circunda brilha. Contra um pano de fundo brilhante, como este disco, um buraco negro parece lançar uma sombra.
A impressionante nova imagem mostra a sombra do buraco negro supermassivo no centro de Messier 87 (M87), uma galáxia elíptica a cerca de 55 milhões de anos-luz da Terra. Este buraco negro tem 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol. Capturar sua sombra envolveu oito radiotelescópios terrestres ao redor do globo, operando juntos como se fossem um único radiotelescópio do tamanho de todo o nosso planeta.
"Essa é uma conquista incrível da equipe da EHT", disse Paul Hertz, diretor da divisão de astrofísica da sede da NASA em Washington. "Anos atrás, achávamos que teríamos que construir um telescópio espacial excepcionalmente grande para obter a imagem de um buraco negro. Ao utilizar radiotelescópios em todo o mundo para trabalhar em conjunto como um instrumento, a equipe da EHT conseguiu isso, décadas antes do previsto".
Para complementar as descobertas da EHT, várias espaçonaves da NASA fizeram parte de um grande esforço, coordenado pelo Grupo de Trabalho de Comprimento de Ondas Múltiplas do EHT, para observar o buraco negro usando diferentes comprimentos de onda de luz. Como parte desse esforço, o Observatório de Raios-X Chandra, NuSTAR e as missões do telescópio espacial Neil Gehrels Swift Observatory, todos sintonizados com diferentes variedades de luz de raios X, voltaram seu olhar para o buraco negro M87 ao mesmo tempo que o EHT em abril de 2017. O Telescópio Espacial de Raios-Gama Fermi também estava atento a mudanças na luz de raios gama da M87 durante as observações do EHT. Se o EHT observasse alterações na estrutura do ambiente do buraco negro, os dados dessas missões e outros telescópios poderiam ser usados ​​para ajudar a descobrir o que estava acontecendo.
Embora as observações da NASA não tenham registrado diretamente a imagem histórica, os astrônomos usaram dados dos satélites Chandra e NuSTAR para medir o brilho de raios X do jato da M87. Os cientistas, então, usaram essa informação para comparar seus modelos do jato e do disco em torno do buraco negro com as observações do EHT para produzirem a imagem. Outras ideias podem surgir à medida que os pesquisadores continuam a se debruçar sobre esses dados.
Existem muitas questões de longa data sobre buracos negros que as observações coordenadas da NASA podem ajudar a responder.
"Os raios X nos ajudam a conectar o que está acontecendo com as partículas perto do horizonte de eventos com o que podemos medir com nossos telescópios", disse Joey Neilsen, astrônomo da Universidade de Villanova, na Pensilvânia, que liderou a análise do Chandra e NuSTAR em nome do grupo de trabalho de comprimento de onda do EHT.

Close-up do observatório do raio X de Chandra do núcleo da galáxia M87.

Os telescópios espaciais da NASA estudaram anteriormente um jato que se estende a mais de 1.000 anos-luz de distância do centro da M87. O jato é feito de partículas que viajam perto da velocidade da luz, disparado a altas energias próximas ao horizonte de eventos. O EHT foi projetado em parte para estudar a origem deste jato e outros semelhantes. Uma bolha de matéria no jato chamada HST-1, descoberta pelos astrônomos do Hubble em 1999, sofreu um misterioso ciclo de clareamento e escurecimento.
Chandra, NuSTAR, Swift e Fermi, bem como o experimento Neutron da NASA (Interior Composition Explorer) na Estação Espacial Internacional, também analisaram o buraco negro no centro de nossa galáxia Via Láctea, chamada Sagitário A *, em coordenação com EHT.
Coordenar tantos telescópios diferentes no solo e no espaço para todos olharem para o mesmo objeto celeste é uma tarefa enorme por si só, os cientistas enfatizam.
"Agendar todas essas observações coordenadas foi um problema realmente difícil para os planejadores da missão do EHT, do Chandra e do NuSTAR”, disse Neilsen. "Eles fizeram um trabalho realmente incrível para obter os dados que temos e estamos extremamente agradecidos".
Neilsen e colegas que fizeram parte das observações coordenadas estarão trabalhando na dissecação de todo o espectro de luz proveniente do buraco negro da M87, desde ondas de rádio de baixa energia até raios gama de alta energia. Com tantos dados do EHT e outros telescópios, os cientistas podem ter anos de descobertas pela frente.

Fonte: NASA