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A colaboração Event Horizon Telescope (EHT) realizou observações de teste com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e outros telescópios, alcançando a maior resolução já obtida da superfície da Terra [1] . Eles alcançaram esse feito detectando luz de galáxias distantes a uma frequência de cerca de 345 GHz, o que corresponde a um comprimento de onda de 0,87 mm. O grupo de pesquisa estima que, no futuro, eles serão capazes de criar imagens de buracos negros que são 50% mais detalhadas do que antes. Isso tornará mais nítida a região imediatamente fora do limite de buracos negros supermassivos próximos. Eles também serão capazes de obter imagens de mais buracos negros do que antes. As novas medições, que fazem parte de um teste piloto, foram publicadas hoje no The Astronomical Journal.
A colaboração EHT divulgou imagens de M87*, o buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87, em 2019 , e de Sgr A*, o buraco negro no coração da nossa Via Láctea, em 2022. Essas imagens foram criadas conectando vários observatórios de rádio ao redor do mundo usando uma técnica chamada Interferometria de Linha de Base Muito Longa (VLBI) para formar um único telescópio virtual "do tamanho da Terra".
Para obter imagens de maior resolução, os astrônomos normalmente dependem de telescópios maiores — ou de uma maior distância entre observatórios que operam como parte de um interferômetro. No entanto, como o EHT já tinha o tamanho da Terra, obter maior resolução em observações terrestres exigia uma abordagem diferente. Outra maneira de aumentar a resolução de um telescópio é observar a luz em um comprimento de onda menor — e é exatamente isso que a colaboração EHT fez agora.
" Com o EHT, capturamos as primeiras imagens de buracos negros no comprimento de onda de 1,3 mm. No entanto, o anel brilhante, criado pela difração da luz na gravidade do buraco negro, ainda parecia borrado. Estávamos atingindo os limites absolutos da nitidez com que poderíamos capturar as imagens ", disse Alexander Raymond, um dos dois líderes do estudo. Ele foi bolsista de pós-doutorado no Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA) e agora está no Laboratório de Propulsão a Jato, ambos nos Estados Unidos. " Com 0,87 mm, nossas imagens serão mais nítidas e detalhadas. Isso provavelmente revelará novas propriedades, tanto as já previstas quanto algumas surpreendentes. "
Para demonstrar que medições em 0,87 mm são possíveis, a colaboração realizou observações de teste de galáxias distantes e brilhantes neste comprimento de onda [2] . Em vez de usar toda a rede EHT, eles usaram dois subsistemas menores que incluíam o ALMA e o Atacama Pathfinder EXPerimento (APEX) no deserto do Atacama, no Chile. O Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro do ALMA e um dos operadores do APEX. Outras bases utilizadas incluem o telescópio IRAM de 30 metros na Espanha e o Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) na França, bem como o Telescópio da Groenlândia e o Submillimeter Array no Havaí.
Neste experimento piloto, os pesquisadores conseguiram realizar observações com um detalhe de 19 microssegundos de arco, o que significa que observaram da superfície da Terra com a maior resolução até o momento. No entanto, ainda não conseguiram produzir imagens: embora tenham detectado com confiabilidade a luz de várias galáxias distantes, o número de receptores utilizados foi insuficiente para reconstruir uma imagem precisa a partir dos dados.
Este teste tecnológico abriu uma nova janela para o estudo de buracos negros. Com o conjunto completo, o EHT poderia detectar detalhes tão pequenos quanto 13 microssegundos de arco, como ver uma moeda na Lua da Terra. Com um comprimento de onda de 0,87 mm, isso deve produzir imagens com resolução cerca de 50% melhor do que as imagens publicadas anteriormente de M87* e SgrA* com 1,3 mm. Além disso, existe o potencial de observar buracos negros mais distantes, menores e mais tênues do que os dois que a colaboração já fotografou.
O diretor fundador do EHT, Sheperd "Shep" Doeleman, astrofísico do CfA e colíder do estudo, diz: " Ao estudar mudanças no gás circundante em diferentes comprimentos de onda, podemos resolver o mistério de como os buracos negros atraem e capturam matéria e como eles podem produzir jatos poderosos que se estendem além das distâncias galácticas. "
Pela primeira vez, a tecnologia VLBI foi usada com sucesso em um comprimento de onda de 0,87 mm. Embora já fosse possível observar o céu noturno em 0,87 mm antes das novas medições, a aplicação da tecnologia VLBI nesse comprimento de onda sempre foi repleta de desafios que exigiram tempo e avanços tecnológicos para serem superados. Por exemplo, o vapor de água na atmosfera absorve radiação muito mais fortemente em 0,87 mm do que em 1,3 mm, tornando mais difícil para radiotelescópios detectar sinais de buracos negros no comprimento de onda mais curto. O desenvolvimento do VLBI em direção a comprimentos de onda mais curtos, particularmente na faixa submilimétrica, tem sido lento. Isso se deveu à crescente turbulência atmosférica e ao aumento do ruído nesses comprimentos de onda, bem como à dificuldade de controlar as condições climáticas globais para observações sensíveis. Mas com essas novas observações, isso agora mudou.
" Estas medições de sinal com o VLBI a 0,87 mm são inovadoras, pois abrem uma nova janela observacional para o estudo de buracos negros supermassivos ", explica Thomas Krichbaum, coautor do estudo do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, que opera o telescópio APEX em conjunto com o ESO. Ele acrescenta: " No futuro, a combinação dos telescópios IRAM na Espanha (IRAM-30m) e na França (NOEMA) com o ALMA e o APEX permitirá a obtenção simultânea de imagens de emissões ainda menores e mais fracas do que antes, em dois comprimentos de onda, 1,3 mm e 0,87 mm. "
Notas de rodapé
Mais informações
Esta pesquisa da colaboração EHT foi apresentada em um artigo de AW Raymond et al., publicado hoje no The Astronomical Journal (doi: 10.3847/1538-3881/ad5bdb).
A colaboração EHT envolve mais de 400 pesquisadores da África, Ásia, Europa e América do Norte e do Sul, dos quais aproximadamente 270 contribuíram para este artigo. O objetivo desta colaboração internacional é criar as imagens mais detalhadas de buracos negros já registradas, criando um telescópio virtual do tamanho da Terra. Apoiado por um esforço internacional significativo, o EHT conecta telescópios existentes usando técnicas inovadoras, criando um instrumento fundamentalmente novo com a maior resolução angular já alcançada.
O consórcio EHT é composto por 13 institutos participantes: o Instituto Sinica de Astronomia e Astrofísica, a Universidade do Arizona, o Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, a Universidade de Chicago, o Observatório do Leste Asiático, a Universidade Goethe de Frankfurt, o Instituto 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.
O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) é uma infraestrutura astronômica internacional operada conjuntamente pelo ESO, pela Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e pelos Institutos Nacionais de Ciências Naturais do Japão (NINS), em cooperação com a República do Chile. O ALMA é gerenciado pelo ESO em nome de seus países membros, pela NSF em colaboração com o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC), pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MOST) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) em Taiwan e o Instituto Coreano de Astronomia e Ciências do Espaço (KASI). O ESO é responsável pela contribuição europeia, o Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), operado pela Associated Universities, Inc. (AUI), pela contribuição norte-americana e o Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) pela contribuição do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) é responsável pela gestão geral do projeto de construção, comissionamento e operação observacional do ALMA.
O Atacama Pathfinder Experiment (APEX) é um telescópio de 12 metros de diâmetro que opera na faixa de comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos — entre a luz infravermelha e as ondas de rádio. O ESO opera o APEX em um dos observatórios mais altos da Terra, a uma altitude de 5100 metros, no alto do Planalto do Chajnantor, na região chilena do Atacama. O APEX é um projeto do Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR), gerido e operado pelo ESO em nome do MPIfR.
O Observatório Europeu do Sul (ESO) capacita cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo para o benefício de todos. Nós projetamos, construímos e operamos observatórios de ponta que os astrônomos usam para responder a perguntas interessantes e inspirar entusiasmo pela astronomia, e fomentamos a colaboração internacional em astronomia. Fundado como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é atualmente apoiado por 16 Estados-Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Tcheca, Suécia, Suíça e Reino Unido), além do País Anfitrião, Chile, e da Austrália, como parceiro estratégico. A Sede do ESO e seu Centro de Visitantes e Planetário, o ESO Supernova, estão localizados perto de Munique, Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar maravilhoso com condições únicas para a observação do céu, abriga nossos telescópios. O ESO opera três locais de observação: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o seu Interferómetro associado, bem como telescópios de rastreio como o VISTA. Também no Paranal, o ESO operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA em Chajnantor, duas instalações para observação do céu nos comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos. No Cerro Armazones, perto do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo virado para o céu” – o Extremely Large Telescope do ESO. A partir dos nossos escritórios em Santiago, Chile, apoiamos as nossas atividades no país e dialogamos com parceiros e a sociedade chilena.
As traduções dos comunicados de imprensa do ESO em inglês são fornecidas pela Rede de Divulgação Científica do ESO (ESON), uma rede internacional de divulgação em astronomia que reúne cientistas e comunicadores científicos de todos os Estados-Membros do ESO (e de vários outros países). O nó alemão da rede é a Haus der Astronomie em Heidelberg.
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Esta é uma tradução do comunicado de imprensa do ESO eso2411.
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Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso Astrofísica Geral no nível Georges Lemaître (EAD), concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Em outubro de 2014, ingressou no projeto S'Cool Ground Observation, que integra o Projeto CERES (Clouds and Earth’s Radiant Energy System) administrado pela NASA. Posteriormente, em setembro de 2016, passou a participar do The Globe Program / NASA Globe Cloud, um programa mundial de ciência e educação com foco no monitoramento do clima terrestre.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
Livraria> https://www.orionbook.com.br/
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