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'Parece que Einstein acertou mais uma vez': análise de imagem inédita de buraco negro levou 2 anos


A primeira imagem da história de um buraco negro: ele está cercado pelo brilho de gases atraídos pela gravidade

Pallab Ghosh (@bbcpallab)
Repórter de Ciência da BBC News

"É extraordinário que a imagem que observamos seja tão semelhante àquela que obtemos de nossos cálculos teóricos. Até agora, parece que Einstein acertou de novo", afirma Ziri Younsi, da University College London, que integrou o experimento que resultou no registro de uma imagem inédita de um buraco negro.

Localizado em uma galáxia distante da Terra, o buraco negro tem 40 bilhões de quilômetros de diâmetro - cerca de 3 milhões de vezes o tamanho de nosso planeta - e é descrito pelos cientistas como um "monstro".

A imagem registrada coincide com o que os físicos e diretores de Hollywood imaginaram que os buracos negros parecessem. Simulações baseadas nas equações de Einstein previam um anel brilhante no entorno de uma forma escura.

A luz seria produzida por partículas de gás e poeira aceleradas em alta velocidade e destruídas pouco antes de desaparecer no buraco. Já a área escura seria a sombra que o buraco lança nesse turbilhão.

"Embora sejam objetos relativamente simples, os buracos negros levantam algumas das questões mais complexas sobre a natureza do espaço e do tempo e, finalmente, sobre nossa existência."

Ter a primeira imagem real permitirá aprender mais sobre esses objetos misteriosos, especialmente onde ela difere do que se esperava. Ninguém sabe exatamente como o anel luminoso é criado. Ainda mais intrigante é a questão do que acontece quando um objeto entra no buraco negro.



Se existem falhas a serem encontradas nas ideias de Einstein - e os cientistas suspeitam que existam explicações mais complexas para a gravidade ainda não descobertas -, é no buraco negro que provavelmente as limitações devem ser expostas.

Maior que o Sistema Solar
O professor Heino Falcke, da Universidade Radboud, na Holanda, que propôs o experimento, disse à BBC News que o buraco negro foi achado na galáxia batizada de M87. "O que nós vemos é maior que o tamanho de nosso Sistema Solar inteiro."

Essa região está 500 quinquilhões de quilômetros de distância da Terra e foi registrada por uma rede de oito telescópios ao redor do mundo, batizada de Event Horizon Telescope (Telescópio de Horizonte de Eventos ou EHT).

A imagem mostra um "anel de fogo" intensamente brilhante, segundo descrição de Falcke, que cerca um buraco escuro perfeitamente circular. O brilho é causado pelo gás superaquecido atraído pelo buraco. A luz é mais brilhante do que todas as bilhões de outras estrelas da galáxia combinadas - e é por isso que ela pode ser vista da Terra.

O círculo é o ponto no qual ele entra no buraco negro, que é um objeto que tem uma grande atração gravitacional e do qual nem mesmo a luz pode escapar. É o ponto em que todas as leis da física são quebradas.

"Ele tem uma massa 6,5 bilhões de vezes maior que a do Sol. E estimamos que seja um dos maiores que já tenham existido. É absolutamente monstruoso, um campeão peso-pesado dos buracos negros do Universo."

Estima-se que os buracos negros sejam fenômenos cósmicos que se originam quando uma estrela entra em colapso. O restante de sua matéria fica limitado a uma pequena região, que logo dá lugar a um imenso campo gravitacional.

Informações mais detalhadas seriam divulgadas ainda nesta quarta-feira (10) na publicação científica Astrophysical Journal Letters.


Astrônomos suspeitaram que a galáxia M87 tinha um buraco negro em seu coração por causa das cores dessa imagem, que indicam movimentação acelerada de estrelas. (DR JEAN LORRE/SCIENCE PHOTO LIBRARY)

Ideia do experimento
Falcke, da Universidade Radboud, teve a ideia para o projeto quando foi aluno de PhD em 1993. Na época, ninguém achou que fosse possível. Mas ele foi o primeiro a perceber que uma certa emissão de rádio seria gerada perto e em torno do buraco negro, algo que seria poderoso o suficiente para ser detectado por telescópios na Terra.

Ele também lembrou de ter lido um artigo científico de 1973 que sugeria que, devido à sua enorme gravidade, os buracos negros parecem 2,5 vezes maiores do que realmente são.

Esses dois fatores, anteriormente desconhecidos, tornavam de repente possível o aparentemente impossível. Depois de defender sua ideia por 20 anos, Falcke convenceu o Conselho Europeu de Pesquisa a financiar o projeto.

A National Science Foundation e agências do leste da Ásia juntaram-se para financiar o experimento estimado em mais de 40 milhões de libras (R$ 200 milhões).


Informação reunida era grande demais para ser enviada pela internet e foi armazenada em centenas de discos rígidos

"Missão cumprida", afirmou Falcke. "Foi uma longa jornada, mas é isso que eu queria ver com meus próprios olhos."

Nenhum telescópio sozinho é poderoso o suficiente para visualizar o buraco negro. Assim, no maior experimento desse tipo, o professor Sheperd Doeleman, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, dirigiu o projeto de oito telescópios interligados.


Projeto envolveu coordenação de oito telescópios diferentes

Cada um dos telescópios está localizado em um região exótica, incluindo vulcões no Havaí e no México, montanhas no Arizona e na Sierra Nevada espanhola, no deserto do Atacama chileno e na Antártida.

Uma equipe de 200 cientistas apontou os telescópios da rede para o M87 e examinou seu coração durante um período de dez dias, em abril de 2017.

A informação que eles coletaram era grande demais para ser transmitida pela internet. Assim, os dados foram armazenados em centenas de discos rígidos que foram transportados para os centros de processamento central em Boston e Bonn para reunir as informações.

Doleman, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, descreveu a conquista como "um extraordinário feito científico".

"Conseguimos algo que se presumia impossível apenas uma geração atrás", disse ele.

"Avanços na tecnologia, conexões entre os melhores observatórios de rádio do mundo e algoritmos inovadores se uniram para abrir uma janela totalmente nova sobre os buracos negros".

A equipe mira também o buraco negro que fica no centro de nossa galáxia, a Via Láctea. Pode parecer estranho, mas isso seria mais difícil de registrar do que a imagem divulgada hoje sobre uma galáxia distante. Isso se dá porque, por razões desconhecidas, o "anel de fogo" em torno do buraco negro no coração da Via Láctea é menor e tem menos brilho.


Close-up do observatório de raio X Chandra no núcleo da galáxia M87. (Creditos: NASA/CXC/Villanova University/J. Neilsen)


Close-up do observatório de raio X Chandra no núcleo da galáxia M87. (Creditos: NASA/CXC/Villanova University/J. Neilsen)



FONTE: BBC BRASIL

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