Em 2019, o Telescópio Event Horizon (EHT) deu-nos a primeira imagem direta de um buraco negro. Foi uma imagem poderosa, mas com poucos detalhes. Parecia um donut laranja desfocado.
Na verdade, o mais importante da descoberta foram os dados e não a imagem em si. Tal como um estudo recente mostra, há muito mais nos dados do que aquilo que vimos.
Uma das coisas importantes sobre a imagem do EHT é que não mostra o brilho do buraco negro em si. Os buracos negros não emitem luz diretamente. E ao contrário das imagens menos detalhadas que temos de buracos negros supermassivos, o brilho não se deve aos jatos de plasma ou a um toro de gás superquente em torno do buraco negro em si. Em vez disso, a imagem mostra luz de rádio que foi focada pelo buraco negro.
EHT Collaboration
Primeira imagem do Sagittarius A*, o buraco negro supermaciço no centro das Via Láctea
O buraco negro na M87 estava banhado de luz do gás em seu redor, incluindo luz de rádio. Quando um feixe de luz em particular passa perto do buraco negro, a deformação do espaço-tempo leva a que mude ligeiramente de direção.
Já observamos esta pequena deflexão da luz dem coisas como estrelas ou galáxias várias vezes, mas perto de um buraco negro a luz pode mudar de direção significativamente.
Pode enlaçar-se para fazer uma mudança para um ângulo da direita ou até voltar atrás para a direção de onde veio. Quanto mais perto foi o caminho para o buraco negro, mais radical é a mudança de direção.
A luz passa perto do buraco negro vinda de todas as direções, mas da nossa perspetiva, só podemos ver a luz que está virada para nós. Qualquer feixe de luz que se enlace em torno do buraco negro e se dirija a nós, também devemos poder ver. O que acontece é que o buraco negro pode agir como uma lente muito forte. A luz pode passar extremamente perto do buraco e focar-se diretamente em nós.
Então o que vemos é um círculo fino de luz conhecido como um anel de fotões. Parte do anel será mais brilhante já que a rotação do buraco negro também dá à luz um reforço de energia. O tamanho do anel depende da massa do buraco negro e o brilho da região mais brilhante depende da rotação do buraco.
Então, por que é que a imagem do EHT não mostra o anel de fotões? Infelizmente, o espaço entre nós o buraco negro não é completamente vazio. Ainda há uma região de gás frio que a luz tem de atravessar para chegar até nós. Alguma da luz fica perdida pelo caminho, o que torna a imagem mais desfocada do que o que gostaríamos. É aqui que entra o novo estudo.
O brilho difuso da imagem do EHT mostra-nos não só o buraco negro, mas também o gás difuso em torno do buraco negro. A equipa nota que há essencialmente duas imagens dentro dos dados do EHT — uma é do anel de fotões em si e a outra é do brilho desfocado em seu redor. Usando novos algoritmos de imagens, a equipa conseguiu separar os dois, revelando o anel de fotões do buraco negro.
É um grande exemplo do poder da análise de dados de novas formas. As observações astronómicas modernas recolhem tantos dados que muitas vezes têm mais informações do que suspeitamos.
À medida que aprendemos a processar dados mais eficazmente, podemos revelar camadas escondidas debaixo da superfície.
ZAP // Universe Today
