Ciência Buraco negro
Astrônomos revelam o anel de fótons de um buraco negro pela primeira vez
Em 2019, o Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) nos deu nossa primeira imagem direta de um buraco negro
23/08/2022 19h53
Por: Redação Fonte: https://universoracionalista.org/astronomos-revelam-o-anel-de-fotons-de-um-buraco-negro-pela-primeira-vez/

Traduzido por Julio Batista
Original de Brian Koberlein para o Universe Today

Era uma imagem poderosa, mas não com muitos detalhes. Ela parece uma rosquinha laranja embaçada. Para ser justo, o verdadeira cerne da descoberta estava nos dados, não na imagem. E, como mostra um estudo recente, há muito mais dados nos dados do que vimos. Uma das coisas importantes a entender sobre a imagem do EHT é que ela não mostra o brilho do próprio buraco negro. Buracos negros não emitem luz diretamente.

E, ao contrário das imagens menos detalhadas de buracos negros supermassivos que temos, o brilho não se deve a jatos de plasma ou a um toro de gás superaquecido ao redor do buraco negro.

Em vez disso, a imagem mostra a luz de rádio que foi focada pelo buraco negro.

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O buraco negro em M87 é banhado pela luz do gás próximo, incluindo a luz do rádio. Quando um determinado feixe de luz passa perto do buraco negro, a deformação do espaço-tempo faz com que ele mude um pouco de direção.

Observamos a ligeira deflexão da luz de coisas como estrelas e galáxias várias vezes, mas perto de um buraco negro a luz pode mudar de direção significativamente.

Ele poderia dar a volta para fazer uma curva em ângulo reto, ou até mesmo acabar voltando da direção em que veio. Quanto mais próximo o caminho do buraco negro, mais radical a mudança de direção.

A luz está passando perto do buraco negro em todas as direções, mas da nossa perspectiva, só podemos ver a luz que está focada em nós. Qualquer raio de luz que circule ao redor do buraco negro e se dirija em nossa direção, devemos ser capazes de ver. Acontece que o buraco negro pode atuar como uma lente muito forte. A luz pode passar extremamente perto do buraco negro e se concentrar diretamente em nossa direção. Então, o que devemos ver é um fino círculo de luz conhecido como anel de fótons.

O anel de fótons calculado de M87*. Tradução: O anel de fótons com a imagem primária difusa na resolução do Telescópio do Horizonte de Eventos. (Créditos: Broderick et ai.)

Parte da luz será mais brilhante, já que a rotação do buraco negro também dá à luz um pouco de aumento de energia. O tamanho do anel depende da massa do buraco negro, e o brilho da região mais brilhante depende da rotação do buraco negro.

Então, por que a imagem do EHT não mostra o anel de fótons? Infelizmente, o espaço entre nós e o buraco negro não está completamente vazio.

Ainda existe uma região circundante de gás frio, pela qual a luz tem que passar para chegar até nós. Algumas das luzes se espalham ao longo do caminho, tornando a imagem mais borrada do que gostaríamos. É aí que entra o novo estudo.

O brilho difuso da imagem do EHT nos diz não apenas sobre o buraco negro, mas também sobre o gás difuso ao redor do buraco negro. A equipe observou que existem essencialmente duas imagens nos dados do EHT.

Uma é a do próprio anel de fótons, e a outra é o brilho embaçado da região ao redor. Usando novos algoritmos de imagem, a equipe conseguiu separar os dois, revelando o anel de fótons do buraco negro.

É um ótimo exemplo do poder de analisar dados de novas maneiras. As observações astronômicas modernas reúnem tantos dados que muitas vezes há muito mais informações do que poderíamos suspeitar. À medida que aprendemos a processar dados de forma mais eficaz, podemos revelar camadas ocultas sob a superfície.