Atualizado em 11 de abril às 16h40 ET.
Ontem, os terráqueos viram pela primeira vez uma imagem real de um buraco negro - transformando o que vivia apenas em nossa imaginação coletiva em realidade concreta.
A imagem mostra um anel torcido em tons de laranja que circula a sombra escura de um buraco negro que engole cerca de 55 milhões de anos-luz de distância no centro de uma galáxia conhecida como Virgo A (Messier 87).
Esse primeiro olhar embaçado é suficiente para confirmar que a teoria da relatividade de Einstein funciona mesmo nos limites desse abismo gigante - um local extremo em que alguns pensavam que suas equações iriam quebrar. Mas essa imagem ilusória levanta muitas questões. Aqui estão algumas das suas perguntas respondidas.
O que é um buraco negro?
Buracos negros são objetos extremamente densos que nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Como eles comem matéria próxima, eles crescem em tamanho. Buracos negros geralmente se formam quando uma estrela grande morre e cai sobre si mesma.
Acredita-se que os buracos negros supermassivos, que são milhões ou bilhões de vezes mais massivos que o Sol, estejam no centro de quase todas as galáxias, incluindo a nossa. O nosso é chamado Sagitário A *.
Por que não vimos a imagem de um buraco negro antes?
Buracos negros, mesmo supermassivos, não são tão grandes. Por exemplo, tirar uma imagem do buraco negro no centro da Via Láctea, que se acredita ser cerca de 4 milhões de vezes maior que o sol, seria como tirar uma foto de um DVD na superfície da lua, Dimitrios Psaltis, astrofísico da Universidade do Arizona, disse ao Vox. Além disso, os buracos negros são geralmente encobertos por material que pode obscurecer a luz ao redor do buraco negro, eles escreveram.
Antes dessa imagem, como sabíamos que os buracos negros existiam?
A teoria da relatividade de Einstein primeiro previu que, quando uma estrela massiva morria, deixava para trás um núcleo denso. Se esse núcleo fosse três vezes maior que o sol, suas equações mostravam que a força da gravidade produzia um buraco negro, segundo a NASA.
Mas até ontem (10 de abril), os cientistas não podiam fotografar ou observar diretamente buracos negros. Em vez disso, eles contavam com evidências indiretas - comportamento ou sinais vindos de outros objetos próximos. Por exemplo, um buraco negro devora estrelas que se aproximam demais dele. Esse processo aquece as estrelas, fazendo com que elas emitam sinais de raios-X detectáveis por telescópios. Às vezes, os buracos negros também cospem rajadas gigantes de partículas carregadas, que são novamente detectáveis por nossos instrumentos.
Às vezes, os cientistas também estudam o movimento de objetos - se eles parecem ser puxados de maneira estranha, um buraco negro pode ser o culpado.
O que estamos vendo na imagem?
Os próprios buracos negros emitem pouca radiação para serem detectados, mas como Einstein previu, o contorno de um buraco negro e seu horizonte de eventos - a fronteira além da qual a luz não pode escapar - podem ser vistos.
Acontece que é verdade. O círculo escuro no meio é a "sombra" do buraco negro que é revelada pelo gás brilhante que fica no horizonte de eventos ao seu redor. (A extrema atração gravitacional do buraco negro superaquece o gás, fazendo com que ele emita radiação ou "brilho"). Mas o gás no horizonte de eventos não é realmente laranja - os astrônomos envolvidos no projeto escolheram colorir os sinais de ondas de rádio em laranja para mostrar o quão brilhantes são as emissões.
Os tons de amarelo representam as emissões mais intensas, enquanto o vermelho representa menor intensidade e o preto representa pouca ou nenhuma emissão. No espectro visível, a cor das emissões provavelmente seria vista a olho nu como branca, talvez levemente manchada de azul ou vermelho.
Você pode ler mais neste artigo da Live Science.
Por que a imagem está tremida?
Com a tecnologia atual, essa é a mais alta resolução possível. A resolução do Event Horizon Telescope é de cerca de 20 microssegundos. (Um microssegundo é do tamanho de um período no final de uma frase, se você o observasse da Terra e esse período estivesse em um folheto deixado na lua, de acordo com o Journal of the Amateur Astronomers Association of New York.)
Se você tirar uma foto comum que contém milhões de pixels, explodir alguns milhares de vezes e suavizá-la, verá a mesma resolução da imagem do buraco negro, de acordo com Geoffrey Crew, vice-presidente da Telescópio Horizonte de Eventos. Mas considerando que eles estão imaginando um buraco negro a 55 milhões de anos-luz de distância, isso é incrivelmente impressionante.
Por que o anel tem uma forma tão irregular?
Os cientistas da missão ainda não sabem. "Boa pergunta, e uma que esperamos responder no futuro", disse Crew. "No momento, é o que o M87 nos mostrou."
Como os cientistas capturaram essa imagem?
Mais de 200 astrônomos de todo o mundo fizeram as medições usando oito radiotelescópios terrestres coletivamente conhecidos como Telescópio de Horizonte de Eventos (EHT). Esses telescópios geralmente estão localizados em locais de alta altitude, como vulcões no Havaí e no México, montanhas no Arizona e na Sierra Nevada espanhola, deserto de Atacama e Antártica, de acordo com um comunicado da National Science Foundation.
Em abril de 2017, os astrônomos sincronizaram todos os telescópios para medir as ondas de rádio emitidas no horizonte de eventos do buraco negro, tudo ao mesmo tempo. Sincronizar os telescópios era semelhante à criação de um telescópio do tamanho da Terra com uma impressionante resolução de 20 microssegundos - suficiente para ler um jornal nas mãos de um nova-iorquino desde um café em Paris, segundo o comunicado. (Em comparação, o buraco negro que eles imaginaram tem cerca de 42 microssegundos de diâmetro).
Eles então fizeram todas essas medições brutas, as analisaram e as combinaram na imagem que você vê.
Por que os cientistas mediram ondas de rádio em vez de luz visível para capturar a imagem?
Eles poderiam obter uma melhor resolução usando ondas de rádio do que se usassem luz visível. "As ondas de rádio atualmente oferecem a mais alta resolução angular de qualquer técnica atualmente", disse Crew. Resolução angular refere-se a quão bem (o menor ângulo) um telescópio pode discernir entre dois objetos separados.
Esta é uma fotografia real?
Não, não no sentido tradicional. "É difícil criar uma imagem com ondas de rádio", disse Crew. Os cientistas da missão mediram as ondas de rádio emitidas no horizonte de eventos do buraco negro e depois processaram essas informações com um computador para criar a imagem que você vê.
Essa imagem mais uma vez prova a teoria da relatividade de Einstein?
Sim. A teoria da relatividade de Einstein previu que os buracos negros existem e que eles têm horizontes de eventos. As equações também prevêem que o horizonte de eventos deve ser um pouco circular e o tamanho deve estar diretamente relacionado à massa do buraco negro.
Eis aqui: um horizonte de eventos um tanto circular e a massa inferida do buraco negro corresponde a estimativas do que deveria ser baseado no movimento das estrelas mais distantes dele.
Você pode ler mais no Space.com.
Por que eles não capturaram uma imagem do buraco negro de nossa própria galáxia, em vez de escolher um distante?
O M87 foi o primeiro pesquisador a avaliar os buracos negros, analisando o primeiro, disse Shep Doeleman, diretor do Event Horizon Telescope, em entrevista coletiva. Mas também foi mais fácil imaginar a imagem em comparação com o Sagitário A *, que fica no centro da nossa galáxia, acrescentou. Isso ocorre porque está tão longe que não "se move" muito durante uma noite de medições. Sagitário A * está muito mais próximo, portanto não é tão "fixo" no céu. De qualquer forma, "estamos muito animados para trabalhar no Sag A *", disse Doeleman. "Não estamos prometendo nada, mas esperamos conseguir isso em breve."
