Crédito da imagem: NRAO
Trinta anos depois que os astrônomos descobriram o objeto misterioso no centro exato da galáxia da Via Láctea, uma equipe internacional de cientistas finalmente conseguiu medir diretamente o tamanho desse objeto, que circunda um buraco negro quase quatro milhões de vezes mais massivo que o Sol. Esta é a abordagem telescópica mais próxima de um buraco negro até agora e coloca uma importante fronteira da astrofísica ao alcance de futuras observações. Os cientistas usaram o rádio telescópio Very Long Baseline Array (VLBA) da National Science Foundation para fazer a descoberta.
"Este é um grande passo em frente", disse Geoffrey Bower, da Universidade da Califórnia-Berkeley. “Isso é algo que as pessoas querem fazer há 30 anos”, desde que o objeto do centro galáctico, chamado Sagitário A * (pronuncia-se “estrela A”), foi descoberto em 1974. Os astrônomos relataram suas pesquisas na edição de 1º de abril de Science Express.
"Agora temos um tamanho para o objeto, mas o mistério sobre sua natureza exata ainda permanece", acrescentou Bower. O próximo passo, explicou, é aprender sua forma, "para que possamos saber se são jatos, um disco fino ou uma nuvem esférica".
O centro da Via Láctea, a 26.000 anos-luz da Terra, é obscurecido pela poeira, de modo que os telescópios de luz visível não podem estudar o objeto. Embora as ondas de rádio da região central da galáxia possam penetrar na poeira, elas são espalhadas pelo plasma carregado turbulento no espaço ao longo da linha de visão da Terra. Essa dispersão frustrou as tentativas anteriores de medir o tamanho do objeto central, assim como o nevoeiro embaça o brilho dos faróis distantes.
"Depois de 30 anos, os radiotelescópios finalmente levantaram a neblina e podemos ver o que está acontecendo", disse Heino Falcke, do Observatório de Rádio Westerbork na Holanda, outro membro da equipe de pesquisa.
O objeto radiante e brilhante se encaixaria perfeitamente dentro do caminho da órbita da Terra ao redor do Sol, disseram os astrônomos. Eles calculam que o próprio buraco negro tem cerca de 22 milhões de quilômetros de diâmetro e caberia facilmente dentro da órbita de Mercúrio. Buracos negros são concentrações de matéria tão densa que nem mesmo a luz pode escapar de sua poderosa gravidade.
As novas observações do VLBA forneceram aos astrônomos sua melhor visão de um sistema de buracos negros. "Estamos muito mais perto de ver os efeitos de um buraco negro em seu ambiente aqui do que em qualquer outro lugar", disse Bower.
Acredita-se que o buraco negro central da Via Láctea, como seus primos mais maciços em núcleos galácticos mais ativos, esteja atraindo material de seu entorno e, no processo, alimentando a emissão das ondas de rádio. Embora as novas observações do VLBA não tenham fornecido uma resposta final sobre a natureza desse processo, elas ajudaram a descartar algumas teorias, disse Bower. Baseado no trabalho mais recente, ele explicou, as principais teorias restantes sobre a natureza do objeto emissor de rádio são jatos de partículas subatômicas, semelhantes às observadas nas galáxias de rádio; e algumas teorias envolvendo matéria sendo aceleradas perto da borda do buraco negro.
Enquanto os astrônomos estudavam Sagitário A * em frequências de rádio cada vez mais altas, o tamanho aparente do objeto se tornava menor. Bower disse que esse fato também ajudou a descartar algumas idéias da natureza do objeto. A diminuição no tamanho observado com frequência crescente, ou comprimento de onda menor, também dá aos astrônomos um alvo tentador.
"Achamos que podemos eventualmente observar comprimentos de onda curtos o suficiente para vermos um corte quando atingirmos o tamanho do próprio buraco negro", disse Bower. Além disso, ele disse: "em futuras observações, esperamos ver uma 'sombra' projetada por um efeito de lente gravitacional da gravidade muito forte do buraco negro".
Em 2000, Falcke e seus colegas propuseram tal observação em bases teóricas, e agora parece viável. "A imagem da sombra do horizonte de eventos do buraco negro está agora ao nosso alcance, se trabalharmos bastante nos próximos anos", acrescentou Falcke.
Outra conclusão que os cientistas chegaram é que "a massa total do buraco negro está muito concentrada", segundo Bower. As novas observações do VLBA fornecem, ele disse, a "localização mais precisa da massa de um buraco negro supermassivo de todos os tempos". A precisão dessas observações permite que os cientistas digam que uma massa de pelo menos 40.000 sóis deve residir em um espaço correspondente ao tamanho da órbita da Terra. No entanto, esse número representa apenas um limite inferior para a massa. Provavelmente, acreditam os cientistas, toda a massa do buraco negro - igual a quatro milhões de sóis - está concentrada bem dentro da área envolvida pelo objeto emissor de rádio.
Para fazer sua medição, os astrônomos tiveram que se esforçar ao máximo para contornar o efeito de dispersão do “nevoeiro” do plasma entre Sagitário A * e a Terra. "Tivemos que pressionar muito nossa técnica", disse Bower.
Bower comparou a tarefa a "tentar ver seu patinho de borracha amarelo através do vidro fosco do chuveiro". Ao fazer muitas observações, mantendo apenas os dados da mais alta qualidade e removendo matematicamente o efeito de dispersão do plasma, os cientistas conseguiram fazer a primeira medição do tamanho de Sagitário A *.
Além de Bower e Falcke, a equipe de pesquisa inclui Robin Herrnstein, da Universidade de Columbia, Jun-Hui Zhao, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Miller Goss, do Observatório Nacional de Radioastronomia, e Donald Backer, da Universidade da Califórnia-Berkeley. Falcke também é professor adjunto da Universidade de Nijmegen e cientista visitante no Instituto Max-Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha.
Sagitário A * foi descoberto em fevereiro de 1974 por Bruce Balick, atualmente na Universidade de Washington, e Robert Brown, atualmente diretor do Centro Nacional de Astronomia e Ionosférica da Universidade de Cornell. Demonstrou-se conclusivamente o centro da Via Láctea, em torno do qual o resto da galáxia gira. Em 1999, Mark Reid, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, e seus colegas usaram observações do Sagitário A * do VLBA para detectar o movimento da Terra em órbita ao redor do centro da galáxia e determinaram que nosso Sistema Solar leva 226 milhões de anos para fazer um circuito ao redor do planeta. Galáxia.
Em março de 2004, 55 astrônomos se reuniram no Observatório Nacional de Radioastronomia em Green Bank, Virgínia Ocidental, para uma conferência científica comemorando a descoberta de Sagitário A * em Green Bank há 30 anos. Nesta conferência, os cientistas revelaram uma placa comemorativa em um dos telescópios de descoberta.
O Very Long Baseline Array, parte do Observatório Nacional de Radioastronomia, é um sistema de radiotelescópio em todo o continente, com 10 antenas parabólicas de 240 toneladas, que variam do Havaí ao Caribe. Ele fornece o maior poder de resolução, ou a capacidade de ver detalhes finos, de qualquer telescópio na astronomia, na Terra ou no espaço.
O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo de cooperação pela Associated Universities, Inc.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NRAO
