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“Estamos vendo agora a próxima prova crucial para entender como os campos magnéticos se comportam em torno dos buracos negros e como a atividade nesta região muito compacta do espaço pode conduzir jatos poderosos que se estendem muito além da galáxia ”, disse Monika Mościbrodzka, Coordenadora do Grupo de Trabalho de Polarimetria EHT e Professor Assistente na Radboud University na Holanda.
Em 10 de abril de 2019, os cientistas divulgaram a primeira imagem de um buraco negro , revelando uma estrutura semelhante a um anel brilhante com uma região central escura - a sombra do buraco negro . Desde então, a colaboração EHT se aprofundou nos dados sobre o objeto supermassivo no coração da galáxia M87 coletados em 2017. Eles descobriram que uma fração significativa da luz em torno do buraco negro M87 está polarizada.
“Este trabalho é um marco importante: a polarização da luz carrega informações que nos permitem entender melhor a física por trás da imagem que vimos em abril de 2019, o que não era possível antes”, explica Iván Martí-Vidal, também Coordenador da Polarimetria EHT Grupo de Trabalho e Pesquisador Distinto da GenT na Universidade de Valência, Espanha. Ele acrescenta que “revelar esta nova imagem de luz polarizada exigiu anos de trabalho devido às técnicas complexas envolvidas na obtenção e análise dos dados”.
A luz torna-se polarizada quando passa por certos filtros, como as lentes de óculos de sol polarizados, ou quando é emitida em regiões quentes do espaço onde os campos magnéticos estão presentes. Da mesma forma que os óculos de Sol polarizados nos ajudam a ver melhor, reduzindo os reflexos e o brilho de superfícies brilhantes, os astrônomos podem aprimorar sua visão da região ao redor do buraco negro observando como a luz proveniente dele é polarizada. Especificamente, a polarização permite aos astrônomos mapear as linhas do campo magnético presentes na borda interna do buraco negro.
“As imagens polarizadas recém-publicadas são fundamentais para entender como o campo magnético permite que o buraco negro 'coma' matéria e lance jatos poderosos” , diz Andrew Chael, membro da colaboração do EHT, pesquisador Hubble da NASA no Princeton Center for Theoretical Science and Princeton Gravity Initiative nos EUA.
Os jatos brilhantes de energia e matéria que emergem do núcleo do M87 e se estendem por pelo menos 5.000 anos-luz do centro são uma das características mais misteriosas e energéticas da galáxia. A maior parte da matéria situada perto da borda de um buraco negro cai. No entanto, algumas das partículas ao redor escapam momentos antes da captura e são lançadas no espaço na forma de jatos.
Os astrônomos têm contado com diferentes modelos de como a matéria se comporta perto do buraco negro para entender melhor esse processo. Mas eles ainda não sabem exatamente como jatos maiores que a galáxia são lançados de sua região central, que é comparável em tamanho ao Sistema Solar, nem como exatamente a matéria cai no buraco negro. Com a nova imagem EHT do buraco negro e sua sombra em luz polarizada, os astrônomos conseguiram pela primeira vez olhar para a região fora do buraco negro onde esta interação entre a matéria fluindo e sendo ejetada está acontecendo.
As observações fornecem novas informações sobre a estrutura dos campos magnéticos fora do buraco negro. A equipe descobriu que apenas modelos teóricos com gás fortemente magnetizado podem explicar o que estão vendo no horizonte de eventos.
“As observações sugerem que os campos magnéticos na borda do buraco negro são fortes o suficiente para empurrar o gás quente e ajudá-lo a resistir à atração da gravidade. Apenas o gás que desliza pelo campo pode espiralar para dentro do horizonte de eventos” , explica Jason Dexter, professor assistente da Universidade do Colorado em Boulder, EUA, e coordenador do Grupo de Trabalho de Teoria EHT.
Para observar o coração da galáxia M87, a colaboração ligou oito telescópios ao redor do mundo - incluindo o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ( ALMA ), do norte do Chile, e o Atacama Pathfinder Experiment ( APEX ), no qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) ) é um parceiro - para criar um telescópio virtual do tamanho da Terra, o EHT. A impressionante resolução obtida com o EHT é equivalente à necessária para medir o comprimento de um cartão de crédito na superfície da Lua.
“Com o ALMA e o APEX, que por meio de sua localização ao sul aumentam a qualidade da imagem, adicionando dispersão geográfica à rede EHT, os cientistas europeus puderam desempenhar um papel central na pesquisa”, disse Ciska Kemper, cientista do programa europeu ALMA no ESO. “Com suas 66 antenas, o ALMA domina a coleção geral de sinais em luz polarizada, enquanto o APEX tem sido essencial para a calibração da imagem”.
"Os dados do ALMA também foram cruciais para calibrar, criar imagens e interpretar as observações EHT, fornecendo restrições rígidas aos modelos teóricos que explicam como a matéria se comporta perto do horizonte de eventos do buraco negro", acrescenta Ciriaco Goddi, cientista da Universidade Radboud e do Observatório de Leiden, o Holanda, que liderou um estudo de acompanhamento que se baseou apenas nas observações do ALMA.
A configuração do EHT permitiu à equipe observar diretamente a sombra do buraco negro e o anel de luz ao seu redor, com a nova imagem de luz polarizada mostrando claramente que o anel está magnetizado. Os resultados foram publicados hoje em dois artigos separados no The Astrophysical Journal Letters pela colaboração EHT. A pesquisa envolveu mais de 300 pesquisadores de várias organizações e universidades em todo o mundo.
"O EHT está fazendo avanços rápidos, com atualizações tecnológicas sendo feitas na rede e novos observatórios sendo adicionados. Esperamos que futuras observações do EHT revelem com mais precisão a estrutura do campo magnético ao redor do buraco negro e nos digam mais sobre a física do gás nesta região" , conclui o membro da colaboração EHT Jongho Park, um membro da Associação de Observatórios do Leste Asiático no Instituto Sinica de Astronomia e Astrofísica da Academia em Taipei.
Mais Informações
Esta pesquisa foi apresentada em dois artigos pela colaboração EHT publicados hoje no The Astrophysical Journal Letters : "First M87 Event Horizon Telescope Results VII: Polarization of the Ring" ( doi: 10.3847 / 2041-8213 / abe71d ) e "First M87 Event Horizon Resultados do telescópio VIII: Estrutura do campo magnético próximo ao horizonte de eventos "( doi: 10.3847 / 2041-8213 / abe4de ). A pesquisa complementar é apresentada no artigo "Propriedades polarimétricas dos alvos do Event Horizon Telescope do ALMA" ( doi: 10.3847 / 2041-8213 / abee6a ) por Goddi, Martí-Vidal, Messias e a colaboração EHT, que foi aceito para publicação em The Astrophysical Journal Letters.
A colaboração do EHT envolve mais de 300 pesquisadores da África, Ásia, Europa, América do Norte e América do Sul. A colaboração internacional está trabalhando para capturar as imagens mais detalhadas de buracos negros já obtidas com a criação de um telescópio virtual do tamanho da Terra. Apoiado por um investimento internacional considerável, o EHT conecta os telescópios existentes usando novos sistemas - criando um instrumento fundamentalmente novo com o maior poder de resolução angular que já foi alcançado.
Os telescópios individuais envolvidos são: ALMA, APEX, o Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM) Telescópio de 30 metros, o IRAM NOEMA Observatory, o James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), o Large Millimeter Telescope (LMT), o Submillimeter Array (SMA ), o Telescópio Submilímetro (SMT), o Telescópio do Pólo Sul (SPT), o Telescópio Kitt Peak e o Telescópio da Groenlândia (GLT).
O consórcio EHT consiste em 13 institutos de partes interessadas: o Instituto Sinica de Astronomia e Astrofísica da Academia, a Universidade do Arizona, a Universidade de Chicago, o Observatório do Leste Asiático, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Telescópio Milimetrado Grande, Instituto Max Planck for Radio Astronomy, MIT Haystack Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University e Smithsonian Astrophysical Observatory.
O ESO é a principal organização astronômica intergovernamental da Europa e, de longe, o observatório astronômico terrestre mais produtivo do mundo. Tem 16 Estados-Membros: Áustria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, França, Finlândia, Alemanha, Irlanda, Itália, Holanda, Polónia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido, juntamente com o Estado anfitrião, o Chile e com a Austrália como parceiro estratégico. O ESO realiza um ambicioso programa focado no projeto, construção e operação de poderosas instalações de observação terrestres, permitindo aos astrônomos fazer importantes descobertas científicas. O ESO também desempenha um papel importante na promoção e organização da cooperação na pesquisa astronômica. O ESO opera três locais de observação de classe mundial exclusivos no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, O ESO opera o Very Large Telescope e seu interferômetro líder mundial no Very Large Telescope, bem como dois telescópios de pesquisa, VISTA trabalhando no infravermelho e o telescópio de pesquisa VLT de luz visível. Também no Paranal, o ESO hospedará e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações em Chajnantor, APEX e ALMA, o maior projeto astronômico existente. E no Cerro Armazones, perto do Paranal, o ESO está construindo o Extremely Large Telescope de 39 metros, o ELT, que se tornará “o maior olho no céu do mundo”. Também no Paranal, o ESO hospedará e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações em Chajnantor, APEX e ALMA, o maior projeto astronômico existente. E no Cerro Armazones, perto do Paranal, o ESO está construindo o Extremely Large Telescope de 39 metros, o ELT, que se tornará “o maior olho no céu do mundo”. Também no Paranal, o ESO hospedará e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações em Chajnantor, APEX e ALMA, o maior projeto astronômico existente. E no Cerro Armazones, perto do Paranal, o ESO está construindo o Extremely Large Telescope de 39 metros, o ELT, que se tornará “o maior olho no céu do mundo”.
O Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), uma instalação astronômica internacional, é uma parceria do ESO, da US National Science Foundation (NSF) e dos Institutos Nacionais de Ciências Naturais (NINS) do Japão em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em nome dos seus Estados-Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho Nacional de Investigação do Canadá (NRC) e o Ministério da Ciência e Tecnologia (MOST) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) em Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciência Espacial da Coreia (KASI). A construção e as operações do ALMA são lideradas pelo ESO em nome dos seus Estados-Membros; pelo Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI), em nome da América do Norte; e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) em nome do Leste Asiático. O Joint ALMA Observatory (JAO) fornece a liderança e gerenciamento unificados da construção, comissionamento e operação do ALMA.
O grupo de pesquisa BlackHoleCam foi premiado com o European Research Council € 14 milhões Synergy Grant em 2013. Os principais investigadores são Heino Falcke, Luciano Rezzolla e Michael Kramer e os institutos parceiros são JIVE, IRAM, MPE Garching, IRA / INAF Bologna, SKA e ESO . BlackHoleCam faz parte da colaboração Event Horizon Telescope.
Fonte: Observatório Europeu do Sul (ESO) / / 25-03-2021
https://www.eso.org/public/news/eso2105/
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HélioR.M.Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de
Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e
divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space
Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas
e tecnológicas.
Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que
é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System)
administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se
membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page: http://livroseducacionais.blogspot.com.br
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