A Colaboração por Trás da Primeira Imagem de Buraco Negro Divulga Novas Fotos de seu Massivo Jato

Estados Unidos - Agência de Notícias Ekhbary

A Colaboração por Trás da Primeira Imagem de Buraco Negro Divulga Novas Fotos de seu Massivo Jato

Em 2019, o mundo ficou maravilhado quando a colaboração internacional do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) alcançou uma façanha monumental: produzir a primeira imagem direta de um buraco negro. O objeto celeste em questão era o buraco negro supermassivo (SMBH) que reside no coração da galáxia Messier 87 (M87), localizada a aproximadamente 55 milhões de anos-luz da Terra. Este buraco negro, oficialmente designado M87*, é renomado não apenas por sua imensa massa e atração gravitacional, mas também pelas espetaculares e poderosas correntes de partículas carregadas que emergem de seus polos, viajando a velocidades próximas à da luz. Esses fenômenos, conhecidos como "jatos relativísticos", são impulsionados pelas imensas forças gravitacionais do buraco negro e sua rápida rotação.

Empregando uma técnica sofisticada chamada Interferometria de Base Muito Longa (VLBI), que sincroniza os sinais de múltiplos radiotelescópios espalhados pelo globo para simular um único instrumento do tamanho da Terra, os astrônomos conseguiram restringir com precisão o tamanho e a massa desse colosso gravitacional. Estima-se que M87* tenha um diâmetro surpreendente de 25.000 UA (equivalente a 3,7 trilhões de km ou 2,3 trilhões de milhas), com uma massa que excede 6,5 bilhões de vezes a do nosso Sol. Apesar dessas incríveis conquistas, um mistério persistente permanecia: o ponto exato de origem do colosal jato que emana da vizinhança do buraco negro.

Agora, aproveitando os dados coletados pelo EHT de observações feitas em 2021 especificamente voltadas para este jato, uma equipe internacional de pesquisadores descobriu novas e convincentes pistas sobre sua gênese. O estudo inovador foi liderado pelos pesquisadores principais Saurabh, afiliada ao Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR), Hendrik Müller do Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) e Sebastiano von Fellenberg, ex-membro do MPIfR e agora no Instituto Canadense de Astrofísica Teórica (CITA). Eles foram acompanhados pela extensa Colaboração EHT, uma rede global composta por 300 membros de 60 instituições científicas de ponta. Os detalhes completos de sua pesquisa foram publicados na conceituada revista Astronomy & Astrophysics.

As imagens mais recentes divulgadas pela colaboração EHT revelam um ambiente dinâmico caracterizado por padrões de polarização em evolução, oferecendo insights mais profundos sobre a estrutura e o comportamento do jato. O jato proeminente, que emana dos polos de M87*, estende-se por uma incrível distância de 3.000 anos-luz e é observável em todo o espectro eletromagnético. A capacidade do EHT de resolver estruturas finas na vizinhança do buraco negro é atribuída à sua sensibilidade a emissões em várias escalas. Essas escalas são determinadas pelas "bases", ou seja, as distâncias entre os observatórios participantes na rede EHT. Enquanto as bases longas, que se estendem por milhares de quilômetros, permitiram a resolução das estruturas menores e internas, as bases curtas (algumas centenas de quilômetros) forneceram visões das partes mais estendidas do jato.

Ao utilizar bases intermediárias, que se situam entre esses extremos, a equipe de pesquisa conseguiu estabelecer uma conexão crucial entre a matéria que gira em torno do buraco negro e o poderoso jato que ele expele. "Este estudo representa um primeiro passo para conectar ideias teóricas sobre o lançamento de jatos com observações diretas", declarou Saurabh em um comunicado de imprensa do EHT. "Identificar de onde o jato pode se originar e como ele se conecta à sombra do buraco negro, adiciona uma peça chave ao quebra-cabeça e aponta para uma melhor compreensão de como o motor central opera."

Através de uma comparação meticulosa de medições de intensidade de rádio em diferentes escalas espaciais, os pesquisadores descobriram que o anel brilhante de gás quente que circunda o buraco negro, famoso por ter sido fotografado em 2019, não é a única fonte das emissões de rádio detectadas. Sua análise revelou que parte da emissão "faltante" é explicada por contribuições observadas em bases intermediárias. Enquanto as observações anteriores de 2017 e 2018 careciam das bases intermediárias necessárias para sondar a base do jato, os dados mais recentes forneceram a resolução necessária. Combinados com sofisticados cálculos de modelagem, Saurabh e seus colegas demonstraram que uma região de emissão compacta adicional poderia explicar de forma plausível essas emissões anteriormente não explicadas.

A equipe determinou que esta região recém-identificada está localizada a aproximadamente 0,09 anos-luz de M87* e parece coincidir precisamente com a base do jato relativístico. Hendrik Müller comentou a importância das descobertas: "Temos observado a parte interna do jato de M87 com experimentos VLBI globais por muitos anos, com resolução cada vez maior, e finalmente conseguimos resolver a sombra do buraco negro em 2019. É incrível ver que estamos gradualmente nos aproximando de combinar essas observações inovadoras em múltiplas frequências para completar a imagem da região de lançamento do jato."

Observações adicionais com o EHT são essenciais para refinar nossa compreensão do tamanho, forma e estrutura geral precisos do jato. Esses estudos futuros permitirão aos astrônomos não apenas mapear essas intrincadas estruturas, mas também imagiá-las com ainda maior clareza. Este empreendimento oferece um imenso potencial para sondar diretamente os ambientes de SMBHs e testar rigorosamente as teorias fundamentais da física nas condições mais extremas do universo. Sebastiano von Fellenberg acrescentou: "Novos dados observados – que agora estão sendo correlacionados e calibrados com o apoio do MPIfR – em breve incluirão novamente o Grande Telescópio de Milímetros no México. Isso trará uma visão ainda mais nítida da região de lançamento do jato ao nosso alcance."

Este último avanço da colaboração EHT expande as fronteiras de nossa compreensão cósmica, oferecendo uma visão sem precedentes dos motores poderosos que impulsionam alguns dos fenômenos mais energéticos do universo. Ele ressalta o poder da cooperação científica internacional e das técnicas de observação avançadas para desvendar os mistérios mais profundos do cosmos.

Agência de Notícias Ekhbary