Um dos maiores mistérios do Universo teve o “rosto” revelado por um grupo internacional de 200 astrônomos. Em série de artigos publicados na edição especial da revista Astrophysical Journal Letters, os cientistas mostram, pela primeira vez, imagens diretas de um buraco negro. Isso foi possível graças aos oito maiores radio-observatórios dos quatro continentes, que, juntos, trabalharam virtualmente como um telescópio do tamanho da Terra.
São quatro imagens de um buraco negro supermassivo no coração de Messier 87, uma galáxia dentro do aglomerado galático Virgo, a 55 milhões de anos-luz da Terra. Todas as fotos mostram uma região escura central, cercada por um anel de luz mais brilhante de um lado que do outro.
Na teoria geral da relatividade, Albert Einstein, em 1915, previu a existência de buracos negros na forma de regiões infinitamente densas e compactas, onde a gravidade é tão extrema que nada, nem mesmo a luz, pode escapar. São invisíveis. Mas se um objeto desses é cercado por um material que emite luz, como o plasma – estado da matéria resultante do superaquecimento de gases, que produz partículas ionizadas –, as equações de Einstein apostaram que parte pode criar uma sombra ou um esboço do buraco negro e de seus limites, o que também é conhecido por horizonte de eventos.
Baseados nas novas imagens do M87, os cientistas acreditam ter captado essa sombra. De acordo com a teoria da relatividade, o imenso campo gravitacional fará com que a luz se curve ao redor do buraco negro, formando um anel brilhante ao redor. Teóricos e especialistas em modelos computacionais da equipe determinaram que o buraco negro é cerca de 6,5 bilhões de vezes mais massivo que o Sol. “É muito maior que a órbita de Netuno, e Netuno leva 200 anos para dar uma volta ao redor do Sol”, disse Geoffrey Crew, pesquisador do Observatório Haystack, no MIT (EUA). “Essas imagens incríveis provam que Einstein estava certo novamente”, comentou Maria Zuber, vice-presidente de pesquisa do MIT.
Os telescópios que contribuíram para esse feito a partir de abril de 2017 foram o Alma (o maior telescópio de ondas milimétricas no mundo, no Chile), o Apex, o Iram, o James Clerk Maxwell, o Large Millimeter Alfonso Serrano, o Submillimeter Array, o Submillimeter e o South Pole. Petrabytes de dados obtidos foram combinados por supercomputadores no Instituto Max Plank de Radioastronomia, na Alemanha, e no Observatório Haystack do MIT.
“Alcançamos algo que era presumidamente impossível há apenas uma geração. Novidades na tecnologia e a compleição de novos radiotelescópios ao longo da última década permitiram à nossa equipe montar esse novo instrumento, projetado para ver o invisível”, afirma Sheperd S. Doeleman, do Centro de Astrofísica de Havard e do Instituto Smithsonian, em Washington.
PARÁBOLAS Em um dia comum, cada telescópio envolvido opera de forma independente, observando objetos astrofísicos que emitem ondas de rádio fracas. Porém, um buraco negro é infinitamente menor e mais escuro que qualquer outra fonte de rádio no céu. Para vê-lo claramente, os astrônomos precisaram usar comprimentos de ondas muito curtos – nesse caso específico, 1,3mm –, que podem atravessar as nuvens do material que se encontra entre um buraco negro e a Terra.
A resolução angular de um telescópio aumenta com o tamanho do prato de recepção (em forma de parábola). Assim, múltiplos radiotelescópios, separados por grandes distâncias, foram sincronizados e focalizados numa única fonte, operando como um só imenso receptor, técnica chamada interferometria. Juntos, os oito telescópios tornaram-se um prato parabólico tão grande quanto a Terra, capaz de visualizar um objeto em até 20 microarcsegundos (3 milhões de vezes mais nítidos que a visão 20/20). Essa é a precisão necessária para enxergar um buraco negro, de acordo com as equações de Einstein.
Para entender
Teorizados, modelados e até detectados por evidências indiretas, os buracos negros nunca haviam sido observados
De acordo com a lei da relatividade geral publicada em 1915 por Albert Einstein, nada escapa à força gravitacional desses “monstros” cósmicos: nem matéria nem luz. Resultado: são invisíveis
Como vê-los, se são invisíveis? Os astrônomos procuraram observá-los por contraste. Graças ao fundo brilhante que forma a matéria que os rodeia.
Em abril de 2017, oito telescópios, unidos pelo projeto Event Horizon Telescope (EHT), visaram simultaneamente o Sagitário A*, no centro da Via Láctea, e seu congênere da galáxia M87
Combinando oito telescópios, o EHT criou um telescópio virtual do tamanho da Terra, com cerca de 10 mil quilômetros de diâmetro
O Sagitário A*, a 26 mil anos-luz da Terra, tem massa equivalente a 4,1 milhões de vezes a do Sol. O outro, um dos maiores, tem massa 6 bilhões de vezes superior à do Sol