Imagem do buraco negro supermassivo no centro de M87 obtida com o Telescópio Horizonte de Eventos. Créditos: Event Horizon Telescope Collaboration

Por Oswaldo Miranda, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)

Astrônomos conseguiram produzir a primeira imagem de um buraco negro, estabelecendo uma nova etapa para estudo e compreensão desses objetos, que são os mais enigmáticos do universo.

A imagem apresentada, durante conferência realizada nesta quarta-feira, 10 de abril de 2019, mostra um halo de poeira e gás, traçando o contorno do buraco negro que se encontra no centro da galáxia M87, a 55 milhões de anos-luz da Terra.

O buraco negro em si – um “poço de potencial” do qual nem a luz e nem a matéria podem escapar –  é invisível. Mas as imagens produzidas levam os astrônomos ao seu limiar pela primeira vez. Isto é, permitem “iluminar” a região próxima ao horizonte de eventos – a chamada fronteira de não retorno do buraco negro.

A imagem inovadora foi obtida pelo Telescópio Horizonte de Eventos (Event Horizon Telescope – EHT), uma rede de oito radiotelescópios que vão desde a Antártida até a Espanha e o Chile, em um esforço envolvendo mais de 200 cientistas ao redor do planeta.

O EHT capturou a radiação emitida pela matéria que circunda, na forma de um disco, o buraco negro. A matéria é aquecida a bilhões de graus à medida que gira ao redor do buraco negro antes de desaparecer no seu interior.

A aparência em forma de crescente, da auréola na imagem obtida, surge por causa das partículas que estão no lado do disco voltado em direção à Terra. Elas são lançadas na nossa direção e por isso ficam mais brilhantes. A sombra escura, na região central da imagem, marca a borda do horizonte de eventos, além do qual nem a luz consegue escapar da atração gravitacional do buraco negro.

O EHT alcançou a sensibilidade necessária combinando dados de oito dos principais rádio observatórios do mundo, incluindo o “Atacama Large Millimeter Array” (Alma), no Chile, e o telescópio Pólo Sul, criando um radiotelescópio efetivo do tamanho da Terra.

Quando as observações começaram, em 2017, o EHT tinha dois alvos principais. O primeiro, era Sagitário A*, o buraco negro no centro da Via Láctea, que tem uma massa da ordem de 4 milhões de massas solares. O segundo alvo, que produziu a imagem, foi o buraco negro supermassivo na galáxia M87, que possui o equivalente a 6 bilhões de massas solares.

O sucesso do projeto dependia de diversos fatores, como céus claros em vários continentes simultaneamente, além de coordenação altamente precisa entre as oito diferentes equipes. As observações nos diferentes locais foram coordenadas usando relógios atômicos com precisão de um segundo a cada 100 milhões de anos. O grande volume de dados gerados também foi sem precedentes. Em uma noite, o EHT gerou dados suficientes para preencher meia tonelada de discos rígidos.

As observações também forneceram um dos testes mais rigorosos para a teoria da relatividade geral de Einstein. A forma arredondada do “halo” do buraco negro, observado pelo EHT, está em acordo com as previsões da teoria de gravitação de Einstein.

Com as imagens geradas, e as que serão produzidas no futuro, será possível entender mais sobre a origem dos jatos que são lançados dos pólos, de alguns buracos negros, com velocidades próximas a velocidade da luz. Certamente, novos e interessantes resultados serão produzidos ao longo dos próximos anos pela equipe do EHT.