«

»

abr 04

EHT: os astrônomos vão tentar examinar a região em volta do buraco negro central supermassivo da Via Láctea através da interligação de uma rede global de radiotelescópios

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/2017/1-astronomerst.jpg

Imagem da região que envolve o buraco negro supermassivo da Via Láctea (Sgr A*), em raios-X, capturada pelo Observatório Espacial Chandra. Créditos: NASA/Chandra

Desde que foram pela primeira vez mencionados por John Michell em uma carta à Sociedade Real de Londres em 1783, os buracos negros têm capturado a imaginação dos cientistas, escritores, cineastas e outros artistas. Talvez parte do fascínio por estes objetos enigmáticos seja devido ao fato de nunca terem sido efetivamente “vistos”. No entanto, tal lacuna pode estar agora prestes a ser sanada, pois uma equipe internacional de astrônomos está conectando vários telescópios em todo o globo terrestre na esperança de obter a primeira imagem de um buraco negro.

Os buracos negros são regiões do espaço onde a atração da gravidade é tão forte que absolutamente nada, nem mesmo a luz/radiação, consegue escapar. A existência desse tipo de objeto foi prevista matematicamente por Karl Schwarzchild em 1915, como solução para equações propostas pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

Há décadas os astrônomos têm evidências circunstanciais que nos núcleos de galáxias massivas se encontram buracos negros supermassivos, como milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Isto porque eles conseguem ver a atração gravitacional que exercem sobre estrelas que orbitam em volta do centro galáctico. Quando bem alimentados com material do ambiente galáctico circundante, os buracos negros supermassivos podem também ejetar plumas detectáveis ou jatos de plasma em velocidades relativísticas (próximas a velocidade da luz). Em 2016, a experiência LIGO forneceu ainda mais evidências através da famosa detecção de ondulações no espaço-tempo provocadas pela fusão de dois buracos negros de massa intermediária há milhões de anos.

No entanto, apesar de sabermos que os buracos negros existem, as questões sobre sua origem, evolução e influência no Universo ainda permanecem na vanguarda da astronomia moderna.

Capturando um pequeno ponto no céu

De 5 a 14 de abril de 2017, a equipe alocada ao EHT (Event Horizon Telescope) espera testar as teorias fundamentais da física dos buracos negros, tentando obter a primeira imagem do horizonte de eventos de um buraco negro (o ponto a partir do qual a teoria prevê que nada pode escapar). Ao ligar uma rede global de radiotelescópios para formar o equivalente a um telescópio gigante do tamanho da Terra, usando uma técnica conhecida como VLBI (Interferometria de Linha de Base Muito Longa) e a síntese da abertura de uma câmera virtual do tamanho da Terra, os cientistas vão examinar o coração da nossa Galáxia Via Láctea, onde se esconde um buraco negro com 4 milhões de vezes a massa do Sol: Saggitarius A*.

http://www.nature.com/polopoly_fs/7.43124.1490105194!/image/black-hole-map-ONLINE.jpg_gen/derivatives/landscape_630/black-hole-map-ONLINE.jpg

Mapa da localização dos telescópios que vão participar do programa EHT (Event Horizon Telescope). Crédito: Nature

Os astrônomos julgam que há um disco de poeira e gás quente espiralando em órbita do buraco negro central supermassivo. O percurso que a luz gerada por esse material aquecido leva será distorcido no campo gravitacional do buraco negro. O seu brilho e cor também devem ser alterados de maneiras previsíveis. A assinatura que os astrônomos esperam observar com o EHT é uma forma crescente brilhante em vez de um disco. E podem, quem sabe, até ver a sombra do horizonte de eventos do buraco negro contra o plano de fundo deste material brilhante e giratório.

A rede global liga nove estações espalhadas pela Terra contendo alguns telescópios individuais e várias coleções de telescópios na Antártica, Chile, Havaí, Espanha, México e EUA. O “hiper telescópio virtual” está em desenvolvimento há muitos anos e a tecnologia já foi testada. No entanto, estes testes revelaram, inicialmente, uma sensibilidade limitada e uma resolução angular insuficiente para estudar as escalas necessárias para observar a região do buraco negro. Contudo, com a adição de novas redes telescópicas, incluindo o ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no Chile e o SPT (South Pole Telescope), dará à rede virtual o necessário impulso em capacidade de resolução. É parecido como colocar óculos e, de repente, sermos capazes de ver ambos os faróis de um carro que se dirige na nossa direção, em vez de um único borrão de luz.

O buraco negro é uma fonte compacta no céu. Na luz visível, o buraco negro está completamente bloqueado e obscurecido por grandes quantidades de gás e poeira. No entanto, os telescópios com resolução suficiente e operando em longos comprimentos de onda (rádio) podem enxergar através deste nevoeiro cósmico.

A resolução de qualquer tipo de telescópio (o mais fino detalhe que pode ser discernido e medido) é geralmente citado como um pequeno ângulo correspondente à razão entre o tamanho de um objeto e a sua distância. O tamanho angular da Lua, vista a partir da Terra, é de mais ou menos meio grau, ou seja, 1.800 segundos de arco. Para qualquer telescópio, quanto maior a abertura, maior o detalhe que pode ser observado.

A resolução de um único radiotelescópio (digamos, com a abertura de 100 metros) é aproximadamente de 60 segundos de arco. Isto é comparável à resolução do olho humano, sem ajudas de aparatos e a cerca de um-sexagésimo do diâmetro aparente da Lua Cheia. Mas, ao conectar muitos telescópios entre si, o EHT será capaz de atingir uma resolução de 15-20 microssegundos de arco (0,000015 segundos de arco), o  equivalente a ser capaz de resolver  uma uva na distância da Lua.

http://www.nature.com/polopoly_fs/7.43123.1490105161!/image/black-hole-graphic-ONLINE.jpg_gen/derivatives/landscape_630/black-hole-graphic-ONLINE.jpg

Infograma publicado na Nature. Créditos: Nik Spencer/Nature; Avery Broderick/Universidade de Waterloo

No que estamos apostando?

Embora a prática de conectar muitos telescópios desta maneira seja uma técnica bem conhecida, o EHT vai enfrentar desafios particulares. Os dados recolhidos em cada estação da rede serão enviados para uma instalação de processamento central onde um supercomputador vai combiná-los cuidadosamente. Diferentes condições meteorológicas, atmosféricas e telescópicas, em cada local, vão exigir uma calibração meticulosa dos dados para que os cientistas possam ter a certeza que quaisquer características que encontrem nas imagens finais não sejam artefatos ou ruídos.

Se tudo funcionar, a captura de imagens do material perto da região do buraco negro, com resoluções angulares comparáveis à do seu horizonte de eventos, abrirá uma nova era no estudo dos buracos negros e resolverá uma série de grandes questões:

  1. Será que os horizontes de eventos de fato existem?
  2. Será que a teoria de Einstein funciona nesta região de gravidade extrema ou precisamos de uma nova teoria para descrever a gravidade assim tão perto de um buraco negro?
  3. Como é que os buracos negros são alimentados?
  4. E como é que o material é expelido?

Poderá até mesmo ser possível capturar assinaturas da presença de buracos negros no centro de galáxias vizinhas. Em última análise, a combinação de teorias matemáticas e de profundos conhecimentos físicos, impressionantes colaborações científicas internacionais, incríveis avanços tecnológicos na física experimental e na engenharia, vão revelar a natureza do espaço-tempo como uma característica que define a ciência do século XXI.

Fontes

Nature: How to hunt for a black hole with a telescope the size of Earth / Astronomers hope to grab the first images of an event horizon — the point of no return.

Phys.org: Astronomers to peer into a black hole for first time with new Event Horizon Telescope

._._.

3 comentários

  1. Alessandro Fabiano

    Boa noite, ROCA. É possível determinar como se comporta a matéria que compõe os buracos negros, nesse estado de densidade altíssima? E a medida em que incorpora mais matéria, seu diâmetro aumenta? Desde já, agradeço a atenção e parabéns pelos seus posts.

    1. ROCA

      Boa Noite!

      Vamos lá…

      1) Não, Alessandro, infelizmente determinar o que acontece dentro do horizonte de eventos de um buraco negro é impossível. Como a luz/radiação não conseguem escapar, uma vez dentro do horizonte de eventos, nós não conseguimos ‘medir’ ou ‘enxergar’ o que está acontecendo dentro do buraco negro. O que acontece com a matéria, lá dentro, é desconhecido.

      2) Na segunda pergunta a resposta é sim, mas cuidado com a interpretação: quando o buraco negro ganha mais massa é o diâmetro do horizonte de eventos que aumenta. Os que acontece dentro do buraco negro, como disse acima, permanece inacessível para nós que estamos de fora.

      Sugerimos ler o artigo abaixo:

      Raio de Schwarzschild de um Buraco Negro: o que significa isso?

      Obrigado por nos prestigiar!

  2. ivone pessoa nogueira

    Magnífico! Venho também a acompanhar estes experimentos!

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Você pode usar estas tags e atributos de HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

error: Esse blog é protegido!