Telescópio terrestre promete imagens de buracos negros 50% mais detalhadas

A rede de radiotelescópios Event Horizon (EHT) acaba de observar o universo na maior resolução já obtida a partir da Terra. Esta é uma grande conquista, que vai permitir que os cientistas consigam obter imagens 50% mais nítidas que aquelas já capturadas dos buracos negros M87* e Sagittarius A*.

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Como funciona o telescópio que fotografou o buraco negro da Via Láctea?

As novas observações foram feitas com apenas alguns telescópios da rede, e por isso, não resultaram em nenhuma foto nova — para isso, seria necessário usar todos os telescópios. Mesmo assim, o experimento permitiu que a equipe observasse o cosmos a partir da Terra em resolução sem precedentes: eles conseguiram detectar luz no infravermelho à frequência de 345 GHz, com comprimento de onda de apenas 0,87. mm.

Alexander Raymond, astrofísico da NASA, ressaltou em um comunicado que o EHT capturou as primeiras imagens dos buracos negros em observações de comprimentos de onda de 1,3 mm. “Mas o anel brilhante que vimos, formado pela luz distorcida na gravidade do buraco negro, ainda ficou borrada porque estávamos no limite da nossa capacidade máxima de nitidez nas imagens”, acrescentou.

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Mas isso vai mudar. “Em 0,87 mm, nossas imagens vão ser mais nítidas e mais detalhadas, o que por sua vez vai revelar novas propriedades — tanto as que já foram previstas como, talvez, algumas que não foram”, comentou ele.

Distribuição dos telescópios que formam a rede Event Horizon (Imagem: Reprodução/CfA/SAO, Mel Weiss)

Isso acontece porque o EHT obteve as imagens por meio da Very Long Baseline Interferometry (VLBI), ou “Interferometria de Linha de Base Muito Longa”, em tradução livre. Para isso, é necessário usar vários radiotelescópios distribuídos pelo mundo e operando em sincronia; juntos, eles criam um instrumento do tamanho da Terra.

Uma forma de deixar as imagens mais nítidas é aumentar o tamanho do telescópio, mas isso seria impossível; afinal, o EHT é do tamanho do nosso planeta. A outra opção é realizar as observações em uma frequência maior, o que traz alguns desafios — por exemplo, o vapor d’água na atmosfera absorve mais as ondas a 0,87 mm do que aquelas a 1,3 mm, causando maior opacidade atmosférica naquele comprimento de onda.

Felizmente, a equipe do EHT encontrou uma forma de contornar o problema. Eles desenvolveram uma correção dos efeitos do vapor, o que aumenta a eficiência da rede de radiotelescópios e ainda permite que as observações de 0,87 mm sejam realizadas na superfície do nosso planeta.

Simulação de como o EHT veria o buraco negro M87* à frequência de 86 GHz (vermelho), 230 GHz (verde) e 345 GHz (azul); quanto maior a frequência, mais nítida é a imagem (Imagem: Reprodução/EHT, D. Pesce, A. Chael)

As futuras observações prometem resolução equivalente àquela necessária para observar a tampa de uma garrafa na Lua, com direito também à visão colorida da região ao redor destes objetos misteriosos. Portanto, talvez os “olhos” dos radiotelescópios consigam ver buracos negros supermassivos ainda menores e com radiação mais fraca.

“Para entender o porquê de isso ser um marco, considere a explosão de detalhes que você consegue quando vai de uma foto em preto e branco para uma colorida”, descreveu Sheperd Doeleman, astrofísico e coautor do novo estudo. “Essa nova ‘visão colorida’ nos permite separar os efeitos da gravidade de Einstein do gás quente e dos campos magnéticos que alimentam os buracos negros e lançam jatos poderosos que percorrem distâncias galácticas”, finalizou.

O artigo que descreve os resultados foi publicado na revista The Astronomical Journal.