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Astrônomos revelaram a primeira imagem do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Este resultado fornece evidências esmagadoras de que o objeto é de fato um buraco negro e fornece pistas valiosas sobre o funcionamento desses gigantes, que se acredita residirem no centro da maioria das galáxias. A imagem foi produzida por uma equipe de pesquisa global chamada Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, usando observações de uma rede mundial de radiotelescópios.
A imagem é uma visão muito aguardada do objeto massivo que fica bem no centro da nossa galáxia. Cientistas já tinham visto estrelas orbitando algo invisível, compacto e muito massivo no centro da Via Láctea. Isso sugere fortemente que esse objeto — conhecido como Sagitário A* (Sgr A*, pronunciado "sadge-ay-star") — é um buraco negro, e a imagem de hoje fornece a primeira evidência visual direta dele.
Embora não possamos ver o buraco negro em si, porque ele é completamente escuro, o gás brilhante ao redor dele revela uma assinatura reveladora: uma região central escura (chamada de “sombra”) cercada por uma estrutura brilhante semelhante a um anel. A nova visão captura a luz curvada pela poderosa gravidade do buraco negro, que é quatro milhões de vezes mais massivo que o nosso Sol.
“ Ficamos surpresos com o quão bem o tamanho do anel concordava com as previsões da Teoria da Relatividade Geral de Einstein", disse o Cientista do Projeto EHT Geoffrey Bower do Instituto de Astronomia e Astrofísica, Academia Sinica, Taipei. "Essas observações sem precedentes melhoraram muito nossa compreensão do que acontece no centro da nossa galáxia e oferecem novos insights sobre como esses buracos negros gigantes interagem com seus arredores." Os resultados da equipe do EHT estão sendo publicados hoje em uma edição especial do The Astrophysical Journal Letters .
Como o buraco negro está a cerca de 27.000 anos-luz de distância da Terra, ele nos parece ter aproximadamente o mesmo tamanho no céu de um donut na Lua. Para imaginá-lo, a equipe criou o poderoso EHT, que conectou oito observatórios de rádio existentes em todo o planeta para formar um único telescópio virtual “do tamanho da Terra” [1]. O EHT observou Sgr A* em várias noites, coletando dados por muitas horas seguidas, semelhante ao uso de um longo tempo de exposição em uma câmera.
O avanço ocorre após a colaboração do EHT ter divulgado em 2019 a primeira imagem de um buraco negro, chamado M87*, no centro da galáxia mais distante Messier 87.
Os dois buracos negros parecem notavelmente semelhantes, embora o buraco negro da nossa galáxia seja mais de mil vezes menor e menos massivo que M87* [2]. "Temos dois tipos completamente diferentes de galáxias e duas massas de buracos negros muito diferentes, mas perto da borda desses buracos negros eles parecem incrivelmente semelhantes", diz Sera Markoff, copresidente do EHT Science Council e professora de astrofísica teórica na Universidade de Amsterdã, na Holanda. "Isso nos diz que a Relatividade Geral governa esses objetos de perto, e quaisquer diferenças que vemos mais longe devem ser devido a diferenças no material que circunda os buracos negros."
Essa conquista foi consideravelmente mais difícil do que para M87*, embora Sgr A* esteja muito mais perto de nós. O cientista do EHT Chi-kwan ('CK') Chan, do Observatório Steward e do Departamento de Astronomia e do Instituto de Ciência de Dados da Universidade do Arizona, EUA, explica: "O gás na vizinhança dos buracos negros se move na mesma velocidade — quase tão rápido quanto a luz — ao redor de Sgr A* e M87*. Mas onde o gás leva dias ou semanas para orbitar o maior M87*, no muito menor Sgr A* ele completa uma órbita em meros minutos. Isso significa que o brilho e o padrão do gás ao redor de Sgr A* estavam mudando rapidamente enquanto a Colaboração EHT o observava — um pouco como tentar tirar uma foto nítida de um cachorrinho correndo atrás do próprio rabo."
Os pesquisadores tiveram que desenvolver novas ferramentas sofisticadas que levassem em conta o movimento do gás ao redor de Sgr A*. Enquanto M87* era um alvo mais fácil e estável, com quase todas as imagens parecendo iguais, esse não era o caso de Sgr A*. A imagem do buraco negro de Sgr A* é uma média das diferentes imagens que a equipe extraiu, finalmente revelando o gigante à espreita no centro da nossa galáxia pela primeira vez.
O esforço foi possível graças à engenhosidade de mais de 300 pesquisadores de 80 institutos ao redor do mundo que juntos formam a Colaboração EHT. Além de desenvolver ferramentas complexas para superar os desafios de geração de imagens de Sgr A*, a equipe trabalhou rigorosamente por cinco anos, usando supercomputadores para combinar e analisar seus dados, tudo isso enquanto compilava uma biblioteca sem precedentes de buracos negros simulados para comparar com as observações.
Os cientistas estão particularmente animados por finalmente terem imagens de dois buracos negros de tamanhos muito diferentes, o que oferece a oportunidade de entender como eles se comparam e contrastam. Eles também começaram a usar os novos dados para testar teorias e modelos de como o gás se comporta ao redor de buracos negros supermassivos. Esse processo ainda não é totalmente compreendido, mas acredita-se que desempenhe um papel fundamental na formação e evolução das galáxias.
“Agora podemos estudar as diferenças entre esses dois buracos negros supermassivos para obter novas pistas valiosas sobre como esse importante processo funciona”, disse o cientista do EHT Keiichi Asada do Instituto de Astronomia e Astrofísica, Academia Sinica, Taipei. “Temos imagens de dois buracos negros — um na extremidade maior e um na extremidade menor dos buracos negros supermassivos no Universo — então podemos ir muito mais longe em testar como a gravidade se comporta nesses ambientes extremos do que nunca.”
O progresso no EHT continua: uma grande campanha de observação em março de 2022 incluiu mais telescópios do que nunca. A expansão contínua da rede EHT e atualizações tecnológicas significativas permitirão que os cientistas compartilhem imagens ainda mais impressionantes, bem como filmes de buracos negros em um futuro próximo.
Notas
[1] Os telescópios individuais envolvidos no EHT em abril de 2017, quando as observações foram conduzidas, foram: o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o Atacama Pathfinder Experiment (APEX), o IRAM 30-meter Telescope, o James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), o Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT), o Submillimeter Array (SMA), o UArizona Submillimeter Telescope (SMT), o South Pole Telescope (SPT). Desde então, o EHT adicionou o Greenland Telescope (GLT), o NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) e o UArizona 12-meter Telescope em Kitt Peak à sua rede.
ALMA é uma parceria do Observatório Europeu do Sul (ESO; Europa, representando seus estados-membros), a Fundação Nacional de Ciências dos EUA (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências Naturais (NINS) do Japão, juntamente com o Conselho Nacional de Pesquisa (Canadá), o Ministério da Ciência e Tecnologia (MOST; Taiwan), Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA; Taiwan) e o Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI; República da Coreia), em cooperação com a República do Chile. O Observatório Conjunto ALMA é operado pelo ESO, a Associated Universities, Inc./National Radio Astronomy Observatory (AUI/NRAO) e o Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). APEX , uma colaboração entre o Instituto Max Planck de Radioastronomia (Alemanha), o Observatório Espacial Onsala (Suécia) e o ESO, é operado pelo ESO. O Telescópio de 30 metros é operado pelo IRAM (as Organizações Parceiras do IRAM são MPG (Alemanha), CNRS (França) e IGN (Espanha)). O JCMT é operado pelo Observatório do Leste Asiático em nome do Centro de Megaciência Astronômica da Academia Chinesa de Ciências, NAOJ, ASIAA, KASI, Instituto Nacional de Pesquisa Astronômica da Tailândia e organizações no Reino Unido e Canadá. O LMT é operado pelo INAOE e UMass, o SMA é operado pelo Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian e ASIAA e o UArizona SMT é operado pela Universidade do Arizona. O SPT é operado pela Universidade de Chicago com instrumentação EHT especializada fornecida pela Universidade do Arizona.
O Telescópio da Groenlândia ( GLT ) é operado pela ASIAA e pelo Observatório Astrofísico Smithsoniano (SAO). O GLT faz parte do projeto ALMA-Taiwan e é apoiado em parte pela Academia Sinica (AS) e MOST. O NOEMA é operado pelo IRAM e o telescópio UArizona de 12 metros em Kitt Peak é operado pela Universidade do Arizona.
[2] Os buracos negros são os únicos objetos que conhecemos onde a massa é proporcional ao tamanho. Um buraco negro mil vezes menor que outro também é mil vezes menos massivo.
Mais informações
O consórcio EHT é composto por 13 institutos interessados: o Instituto Sinica de Astronomia e Astrofísica da Academia, a Universidade do Arizona, o Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, a Universidade de Chicago, o Observatório do Leste Asiático, a Goethe-Universitaet Frankfurt, o Institut de Radioastronomie Millimétrique, o Large Millimeter Telescope, o Instituto Max Planck de Radioastronomia, o Observatório Haystack do MIT, o Observatório Astronômico Nacional do Japão, o Instituto Perimeter de Física Teórica e a Universidade Radboud.
Contato
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Fonte: Event Horizon Telescope / Publicação 05/12/2022
https://eventhorizontelescope.org/blog/astronomers-reveal-first-image-black-hole-heart-our-galaxy
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