Um horizonte de eventos é o ponto sem volta, uma região esférica em torno da boca escancarada de um buraco negro além do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Não temos ideia de quais mistérios existem, mas sabemos que nosso universo termina abruptamente nesta fronteira aterrorizante para o desconhecido.
Agora, após duas décadas de colaboração internacional, alguns dos radiotelescópios mais poderosos do mundo capturaram uma imagem do horizonte de eventos de um buraco negro supermassivo. Ao fazer isso, eles provaram que as previsões decorrentes da teoria da relatividade geral de Einstein são válidas mesmo no ambiente cósmico mais extremo possível.
O buraco negro na imagem se esconde no centro da massiva galáxia elíptica Messier 87 (M87) na constelação de Virgem, a cerca de 55 milhões de anos-luz de distância. O lançamento da imagem foi muito aguardado em todo o mundo e publicado em vários estudos publicados na revista Astrophysical Journal Letters .
Buracos negros supermassivos ditam a evolução das galáxias que habitam, então um olhar direto para o horizonte de eventos deste poderia abrir uma nova janela de compreensão sobre como esses gigantes funcionam. E este objeto monstruoso é uma espécie de espécime: tem uma massa colossal de 6,5 bilhões de sóis, todos amontoados em um horizonte de eventos medindo quase meio dia-luz de diâmetro.
No horizonte de eventos do M87
Apesar de seu incrível tamanho e massa, nenhum telescópio único no planeta poderia capturar seu retrato. Está simplesmente muito longe para ser resolvido. Para remediar isso, os astrônomos usaram um método conhecido como interferometria de linha de base muito longa para combinar o poder de observação coletiva de oito dos radiotelescópios mais poderosos do mundo para fazer o trabalho. O Event Horizon Telescope (EHT ) é um telescópio virtual tão largo quanto o nosso planeta - e poderoso o suficiente para capturar o primeiro vislumbre de um dos buracos negros mais massivos que existem.
"Tiramos a primeira foto de um buraco negro", disse o diretor do projeto EHT, Sheperd S. Doeleman, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, em um comunicado . "Este é um feito científico extraordinário realizado por uma equipe de mais de 200 pesquisadores."
Embora os buracos negros sejam, bem, negros, caso haja alguma matéria perto do horizonte de eventos, o atrito extremo no ambiente relativístico arrancará elétrons dos átomos, criando uma poderosa exibição de fogos de artifício. É por isso que a primeira imagem do EHT mostra um círculo escuro rodeado por um anel brilhante de emissões. Essas emissões estão sendo produzidas fora do horizonte de eventos do buraco negro, onde os gases extremamente quentes orbitando são aquecidos a vários bilhões de graus Kelvin, com o próprio horizonte de eventos aparecendo como uma silhueta de disco escuro contra um fundo brilhante - características que confirmam o que teórico físicos previram na corrida até hoje.
"O confronto da teoria com as observações é sempre um momento dramático para um teórico", disse o membro do conselho da EHT, Luciano Rezzolla, da Goethe Universität, Alemanha, em um comunicado do ESO . "Foi um alívio e uma fonte de orgulho perceber que as observações corresponderam tão bem às nossas previsões."
Este é possivelmente o resultado mais profundo da observação do EHT. Todas as previsões teóricas para o que o EHT pode ver são baseadas na estrutura da relatividade geral de Einstein, uma teoria que tem se mostrado robusta desde sua formulação, há mais de 100 anos. Ao ver esta primeira imagem, os físicos observaram como precisamente a realidade do horizonte de eventos de um buraco negro corresponde às previsões da relatividade geral.
Uma nova era da astronomia do buraco negro
Esta primeira imagem é apenas isso, a primeira.
A colaboração EHT continuará observando o M87 e um segundo alvo, o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia, um objeto de massa solar de 4 milhões chamado Sagitário A *.
Contra-intuitivamente, embora Sagitário A * esteja comparativamente próximo (a apenas 25.000 anos-luz de distância, 2.000 vezes mais perto de nós do que M87), ele tem um conjunto diferente de desafios. Um problema é que, como Sagitário A * é menor, suas emissões variam em escalas de tempo mais curtas do que o monstruoso buraco negro de M87, tornando as observações mais difíceis. Além disso, como estamos embutidos no disco da nossa galáxia, que contém muita poeira interestelar, o sinal do EHT sofre mais dispersão, tornando-se mais difícil de resolver. Como a maior parte do espaço intergaláctico entre nós e o M87 está bem vazio, o espalhamento é menos problemático.
Quando veremos Sagitário A * ainda está para ser visto, mas agora que a tecnologia por trás do EHT foi comprovada, nossa compreensão dos buracos negros supermassivos certamente florescerá.
Divulgação completa: O autor Ian O'Neill trabalhou com a Universidade de Waterloo em seu anúncio à imprensa e em um artigo apresentando Avery Broderick, professora de Waterloo e do Perimeter Institute e membro da equipe EHT. Você pode ler sobre o trabalho de Broderick aqui .
Agora isso é interessante
A foto de alto nível do buraco negro não existiria sem o trabalho de uma estudante de pós-graduação do MIT chamada Katie Bouman , que criou o algoritmo que o tornou possível.
