Há sete anos, foi lançada uma grande experiência para obter as primeiras imagens de um buraco negro. Eles tentaram capturar esses objetos completamente invisíveis e até agora ainda hipotéticos em fotografias. O primeiro a ser fotografado foi o buraco negro supermassivo M87*, seguido por uma imagem do buraco negro muito menor no centro da nossa galáxia, Sagitário A* (Sgr A*). E o assunto não parou por aí.
Uma imagem dos campos magnéticos do buraco negro Sagitário A* em luz polarizada. Fonte da imagem: Telescópio Event Horizon
Deve-se dizer que os buracos negros M87* e Sgr A* estão em extremos opostos da escala de massa destes objetos. O buraco negro no centro da nossa galáxia tem apenas 2,6 milhões de massas solares (4,3 de acordo com outras fontes), o que contrasta com M87* com uma massa de 6 mil milhões de massas solares. Conseqüentemente, eles têm as mesmas dinâmicas diferentes. O buraco negro M87* a uma distância de 55 milhões de anos-luz de nós pode ser fotografado com uma velocidade de obturação de vários dias e até semanas, enquanto o buraco negro menor e ágil Sgr A* está localizado a uma distância de apenas 27 mil anos-luz , e deve ser filmado com uma velocidade do obturador de vários minutos a horas, caso contrário você não obterá estruturas nítidas na imagem.
Quanto à técnica de tirar fotos, você também deve entender que é impossível ver diretamente o objeto e sua sombra. O objeto é, em princípio, inacessível para registro em qualquer faixa eletromagnética (não estamos falando da radiação Hawking agora), mas de sua sombra – a substância que envolve o buraco negro no disco de acreção, ejetada ao espaço pelos campos eletromagnéticos do negro buraco, pode ser facilmente observado na faixa de rádio. O problema aqui é a baixa resolução dos radiotelescópios individuais, por isso a colaboração Event Horizon Telescope (EHT) foi criada para obter imagens do buraco negro.
Os dados de rádio, ao contrário dos dados ópticos (convencionalmente, fotografias), são bastante fáceis de combinar em uma matriz. Portanto, foi possível monitorar o buraco negro a partir de muitos radiotelescópios ao mesmo tempo, e não necessariamente de forma totalmente síncrona. Foi necessário apenas comparar com precisão os dados observacionais, por exemplo, usando relógios atômicos ou sinais de GPS. Em seguida, os discos rígidos com os resultados foram levados para um único local e processados como um único array, obtido por um radiotelescópio virtual do tamanho da Terra.
A imagem M87* foi coletada dos dados rapidamente – já em 2019. Demorou cinco anos para processar os dados do nosso buraco negro Sgr A*. A primeira imagem foi divulgada apenas em 2022. Foi como obter uma imagem nítida de uma árvore sob um vento forte, lamentaram os cientistas. Mas eles conseguiram, e as imagens revelaram-se bastante semelhantes, apesar das enormes diferenças na massa dos objetos.
Os cientistas observaram então M87* em luz polarizada e sintetizaram um instantâneo dos campos eletromagnéticos em torno do objeto. Houve um desejo razoável de ver como vão as coisas no caso do nosso buraco negro? Observações novamente – e o primeiro resultado, que não decepcionou. A primeira imagem dos campos magnéticos do buraco negro Sagitário A* obtida em luz polarizada revelou-se muito, muito semelhante à mesma imagem de M87*. A partir disso, os cientistas concluem que embora M87* e Sagitário A* sejam buracos negros completamente diferentes no seu conjunto de características, eles são estruturados de forma extremamente semelhante.
A semelhança entre o M87* e o Sagittarius A* abre agora o caminho para a detecção do jato Sagittarius A*. O Jet M87* foi descoberto há cerca de cem anos e é bem observado, permitindo calcular a velocidade de rotação do buraco negro. Nada está claro sobre o nosso buraco ainda. Não sabemos sua orientação e velocidade de rotação. Imagens de luz polarizada prometem ajudar a desvendar esses mistérios que os cientistas nem haviam pensado em revelar até recentemente.