18/08/2022 - 10:31
Quando os cientistas revelaram a primeira imagem histórica da humanidade de um buraco negro em 2019 – representando um núcleo escuro cercado por uma aura ardente de material caindo em direção a ele –, eles acreditavam que imagens e informações ainda mais ricas estavam esperando para serem extraídas dos dados.
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As simulações previam que, escondido atrás do brilho difuso da luz laranja, deveria haver um fino e brilhante anel luminoso criado por fótons lançados ao redor do buraco negro por sua intensa gravidade.
Uma equipe de pesquisadores liderada pelo astrofísico Avery Broderick, da Universidade de Waterloo (Canadá), usou algoritmos de imagem sofisticados para essencialmente “remasterizar” as imagens originais do buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87. Suas descobertas foram publicadas na revista The Astrophysical Journal.
Novo algoritmo de imagem
“Desligamos o holofote para ver os vaga-lumes”, disse Broderick. “Conseguimos fazer algo profundo – dar resolução a uma assinatura fundamental da gravidade em torno de um buraco negro.”
“Descascando-se” essencialmente elementos das imagens, disse o coautor Hung-Yi Pu, professor assistente da Universidade Nacional Normal de Taiwan, “o ambiente ao redor do buraco negro pode ser claramente revelado”.
Para conseguir isso, a equipe empregou um novo algoritmo de imagem dentro da estrutura de análise do Event Horizon Telescope (EHT) THEMIS a fim de isolar e extrair a característica do anel distinto das observações originais do buraco negro M87, bem como detectar a pegada reveladora de um poderoso jato explodindo para fora do buraco negro.
As descobertas dos pesquisadores confirmam as previsões teóricas e oferecem novas maneiras de explorar esses objetos misteriosos, que se acredita residirem no coração da maioria das galáxias.
Os buracos negros foram considerados invisíveis por muito tempo até que os cientistas “os persuadiram a sair do esconderijo” com uma rede global de telescópios, o EHT. Usando oito observatórios em quatro continentes, todos apontados para o mesmo ponto no céu e ligados em nanossegundos, os pesquisadores do EHT observaram dois buracos negros em 2017.
Aprimoramento possível
A colaboração EHT revelou pela primeira vez o buraco negro supermassivo em M87 em 2019, e depois, em 2022, o buraco negro comparativamente pequeno, mas tumultuado, no coração da Via Láctea, chamado Sagitário A* (ou Sgr A*). Buracos negros supermassivos ocupam o centro da maioria das galáxias, acumulando uma quantidade incrível de massa e energia em um pequeno espaço. O buraco negro M87, por exemplo, é dois quatrilhões (um dois seguido de 15 zeros) vezes mais massivo que a Terra.
A imagem do M87 revelada pelos cientistas em 2019 foi um marco, mas os pesquisadores sentiram que poderiam aprimorá-la e obter novos conhecimentos trabalhando de maneira mais inteligente, não mais complexa. Eles aplicaram novas técnicas de software para reconstruir os dados originais de 2017 em busca de fenômenos que teorias e modelos previam que estavam à espreita sob a superfície. A nova imagem resultante mostra o anel de fótons, composto por uma série de subanéis cada vez mais nítidos, que a equipe então acumulou para obter a imagem completa.
“A abordagem que adotamos envolveu alavancar nossa compreensão teórica de como esses buracos negros se parecem a fim de construir um modelo personalizado para os dados do EHT”, disse Dominic Pesce, membro da equipe do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (EUA). “Este modelo decompõe a imagem reconstruída nas duas peças que mais nos interessam, para que possamos estudar essas duas peças individualmente em vez de misturadas.”
