Deixai toda a esperança, vós que aqui entrais: os cientistas apresentaram a primeira imagem de um buraco negro.
A imagem mostra a sombra do buraco negro que está no centro da M87. A M87 é uma enorme galáxia no aglomerado de Virgem, a 55 milhões de anos-luz de distância. A massa do buraco negro é 6,5 bilhões de vezes maior que a do Sol. Foi necessária uma colaboração mundial de telescópios, o Event Horizon Telescope (EHT), para encontrá-lo. Os cientistas divulgaram seus resultados em uma coletiva de imprensa nesta quarta-feira (10).
“Buracos negros são os objetos mais misteriosos do universo”, disse Shep Doeleman, astrônomo de Harvard e diretor do EHT, ao Gizmodo.
Os buracos negros foram por muito tempo um mero exercício teórico. Mas observações astronômicas nos últimos 60 anos têm demonstrado de maneira cada vez mais contundente que existem objetos no Universo cujo campo gravitacional é tão intenso a ponto de distorcer o espaço-tempo. Isso faz com que a luz não possa escapar além de um ponto sem retorno, o chamado horizonte de eventos.
Graças a uma colaboração mundial, esta é a imagem mais próxima já vista de um horizonte de eventos, uma evidência quase direta da existência do buraco negro.
Esta não é, na verdade, uma “foto” de um buraco negro, e a sombra não denota o horizonte de eventos do buraco negro. Em vez disso, você está vendo os efeitos da gravidade nas ondas de rádio emitidas pela matéria em torno do buraco negro em uma região um pouco maior em torno do horizonte de eventos. A gravidade distorce a forma do próprio espaço-tempo, desviando um pouco da luz da região e gerando uma misteriosa sombra circular.
Mas essa é uma observação inovadora e outra prova importante da teoria que os físicos usam como guia para o universo, a teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
Os cientistas do Event Horizon Telescope capturaram essa imagem graças ao princípio da interferometria de longa linha de base, ou VLBI, na sigla em inglês. A resolução de um telescópio depende de duas propriedades principais: o diâmetro da região de coleta de luz e o comprimento de onda da luz. Você não pode alterar a segunda parte. Com relação ao primeiro fator, há um limite máximo de sensibilidade, que define o tamanho de uma antena parabólica que você pode construir.
Para superar isso, os cientistas combinam dados de vários pares de telescópios, chamados linhas de base. Oito telescópios estiveram envolvidos na criação desta imagem, do Polo Sul ao Chile, da Espanha aos Estados Unidos.
O telescópio tentou capturar imagens do buraco negro no centro de nossa própria galáxia e do de M87. Os resultados de hoje são os de M87 — um objeto incrivelmente interessante de se estudar por si só, pois é o centro de um núcleo galáctico ativo, que expele jatos de partículas, e tem o tamanho de todo o nosso Sistema Solar, explicou Sera Markoff, astrofísica da Universidade de Amsterdã.
Agora sabemos que é um buraco negro (e não algum outro objeto compacto) o responsável pela geração desses jatos, explicou Avery Broderick, professor associado do Perimeter Institute e físico da Universidade de Waterloo, durante a coletiva de imprensa.
“O que era ficção científica agora é um fato científico”, disse Broderick.
É importante notar, porém, que a interferometria ainda requer algum trabalho das pessoas para criar a imagem. Apenas alguns dos dados são capturados. Os cientistas da EHT explicam que é como tocar uma música com somente algumas das notas. Graças a programas especiais de processamento de dados, eles puderam descobrir o que estavam vendo com base nos dados que receberam.
Os buracos negros, ainda como teoria, foram uma consequência da tentativa de resolver as equações da teoria da relatividade geral de Albert Einstein para um sistema esférico e não rotativo. No entanto, foi o trabalho do físico David Ritz Finkelstein, em 1958, que determinou como seriam os buracos negros no espaço: pontos de não retorno para a luz.
Nós já tínhamos muitas evidências indiretas da existência deles.
Nós vimos ondas gravitacionais, e elas foram previstas perfeitamente pela transformação de massa em energia após a colisão completamente inconcebível entre um par de buracos negros, cada um deles com massa dezenas de vezes maior que o Sol.
Vimos jatos de partículas expelidos de centros galácticos que são muito mais energéticos do que aqueles que vêm de colisões em nosso experimento de física de altíssima energia, o Grande Colisor de Hádrons.
Tecnicamente, os dados do EHT também são evidências indiretas, mas são o mais próximo de evidências diretas que tivemos até agora.
É uma conquista incrível. “O horizonte de eventos em buracos negros representa os limites de nosso conhecimento”, disse Priyamvada Natarajan, física de Yale, ao Gizmodo.
“Meu Deus”, Grant Tremblay, astrofísico do Centro de Astrofísica de Harvard & Smithsonian, disse ao Gizmodo em uma mensagem direta no Twitter. “Eles realmente viram uma sombra. Isso é realmente extraordinário, não dá nem para exagerar.”
Você pode se perguntar onde está a imagem de Sagitário A*, o buraco negro no centro de nossa própria galáxia. É uma fonte mais difícil de imagem, explicou Doeleman.
Ainda há muita pesquisa a ser feita, e vários trabalhos já vêm dos dados do EHT. A imagem prova imediatamente várias ideias da teoria da relatividade geral de Einstein. Mas há mais perguntas — e vamos manter você atualizado à medida que essa história se desenrola.
Como Tremblay disse, “a imagem marca o início de uma nova época”.