Astrofísicos detectaram uma luz vinda do outro lado de um buraco negro, usando telescópios para ver a física prevista pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein, que não era observada anteriormente. As novas descobertas confirmaram as ideias sobre como os buracos negros distorcem a luz. A análise da equipe foi publicada hoje na Nature.

Uma equipe de pesquisadores inspecionou recentemente as erupções coronais produzidas pelo buraco negro supermassivo I Zwicky 1. Eles descobriram que alguns dos raios-X produzidos pelas chamas foram refletidos do outro lado do disco do buraco negro, dobrado em torno do objeto, por conta do campo gravitacional. Isso é diferente das lentes gravitacionais, nas quais nossa visão de um objeto distante é distorcida quando sua luz se curva em torno de um objeto com massa.

“Qualquer luz que entra naquele buraco negro, não sai. Então, normalmente não somos capazes de ver nada que esteja atrás dele. A razão pela qual podemos ver isso agora,  é porque esse buraco negro está deformando o espaço, dobrando a luz e torcendo os campos magnéticos em torno de si”, disse Dan Wilkins, astrofísico do Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas e Cosmologia da Universidade de Stanford e co-autor do nova pesquisa, em comunicado de imprensa da Universidade.

Os buracos negros têm uma gravidade tão intensa que até mesmo a luz que poderia escapar deles, é sugada. A matéria que cai nos buracos negros é separada por forças intensas – dilacerada mesmo em escala atômica – formando uma sopa de plasma magnetizado superaquecido ao redor de estruturas cósmicas. 

Esse plasma carregado, forma grande parte do disco de acreção (aumento de massa) do buraco negro, e isso resulta nos campos magnéticos. Quando esses campos magnéticos formam um arco e convergem, eles causam explosões brilhantes na periferia super quente do buraco negro, semelhantes às que ocorrem na coroa solar.

A ideia de que a intensa gravidade dos buracos negros poderia dobrar a luz em torno de si  foi proposta por Einstein, mas a tecnologia demorou um pouco para alcançá-la. “Cinquenta anos atrás, quando os astrofísicos começaram a especular sobre como o campo magnético poderia se comportar perto de um buraco negro, eles não tinham ideia de que um dia poderíamos ter as técnicas para observar isso diretamente e ver a teoria geral da relatividade de Einstein em ação”, disse o co-autor do artigo Roger Blandford, físico de partículas de Stanford, no comunicado da universidade.

As observações recentes da luz do outro lado do buraco negro foram feitas usando o telescópio Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) da Agência Espacial Europeia e o telescópio NuSTAR da NASA. A equipe usou os telescópios para observar as luzes brilhantes de raios-X que emanam do buraco negro de 18,6 milhões de quilômetros de largura, que está a cerca de 800 milhões de anos-luz da Terra. Foi com essas máquinas que eles descobriram que essas explosões brilhantes foram seguidas por um surpreendente conjunto de explosões menores de raios-X. Isso indicava que a segunda rodada de raios-X era um reflexo das explosões anteriores, refletindo na parte de trás do buraco negro.

Erin Kara, uma astrofísica observacional do Instituto de Tecnologia de Massachusetts que não fez parte do trabalho recente, escreveu em um e-mail para Gizmodo dizendo que o trabalho é “um bom exemplo de reflexos de luz refletida”. Ela acrescentou que era importante que a equipe de Wilkins mostrasse a quantidade de energia necessária para cada clarão ocorrer, porque isso ajuda a indicar as luzes refletidas, e não apenas clarões menores em outras partes do coroa do buraco.

“A reverberação foi vista em outros buracos negros, tanto em buracos negros de acréscimo supermassivo quanto estelar, mas geralmente precisamos calcular a média de muitas erupções em uma gama de escalas de tempo para ver esse efeito. Embora essa observação não mude nosso quadro geral de acúmulo de buracos negros, é uma boa confirmação de que a relatividade geral está acontecendo nesses sistemas ”, disse Kara.

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Telescópios mais precisos podem aprimorar a compreensão dos astrofísicos sobre esses fenômenos físicos, bem como outros comportamentos surpreendentes dos buracos negros. A teoria tende a se mover à frente das observações, pois somos mais limitados por nossas tecnologias do que por nossa própria criatividade. Mas com certeza virão mais realizações incríveis sobre os objetos mais extremos da natureza.