A Sombra de Einstein

A Sombra de Einstein

Pela primeira vez temos uma imagem direta de um buraco negro

Gustavo Rojas

10 de abril de 2019 | 10h47

Há bastante tempo o ano de 2019 já estava sendo aguardado com expectativa no mundo da Astronomia. Neste ano celebram-se algumas efemérides científicas importantes: os 50 anos da chegada do homem à Lua, o aniversário de 100 anos da União Astronômica Internacional, e o centenário da observação do eclipse total do Sol que comprovou a Teoria da Relatividade Geral de Einstein. Em todo o mundo, eventos de comemoração estão sendo planejados para festejar essas importantes conquistas da ciência.

Mas uma festa só fica completa com presentes, e é isso que acabamos de ganhar nesta quarta-feira (10/4), quando cientistas anunciaram os resultados de um experimento científico que provavelmente será lembrado daqui a 100 anos: a primeira observação direta de um dos fenômenos mais enigmáticos do universo: um buraco negro.

O buraco negro no centro da galáxia M87. Crédito: EHT Collaboration.

O anúncio feito em 5 países pelos membros da colaboração do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT, na sigla em inglês) foi acompanhado com curiosidade por jornalistas e aficionados por astronomia. Havia muita expectativa sobre qual o alvo observado pelo experimento, e mais ainda pela tão aguardada “foto” do buraco negro.

Ainda é cedo para avaliar a repercussão do anúncio, mas podemos desde já comentar a magnitude científica dessa descoberta. O feito só foi possível graças a mais de uma década de esforços coordenado de centenas de cientistas em institutos de pesquisa espalhados pelo globo.

Telescópios da colaboração Telescópio do Horizonte de Eventos. Crédito: EHT Collaboration.

A observação utilizou a capacidade combinada de 8 observatórios situados em algumas das regiões mais inóspitas do planeta, como o deserto do Atacama, o topo de um vulcão dormente no Havaí, e até mesmo o pólo Sul.

Localização dos telescópios da rede EHT. Crédito: ESO/ L. Calçada

Os dados coletados pelos radiotelescópios foram sincronizados utilizando uma técnica desenvolvida nos anos 1970 chamada Interferometria de Base Muito Longa (VLBI), que permite obter imagens com detalhes iguais ao que seria possível com um telescópio do tamanho da Terra.

A galáxia elíptica gigante M87, em cujo centro está o buraco negro observado pelo EHT. Crédito: ESO

Ao contrário do que muitos esperavam, a imagem divulgada não veio do buraco negro do centro da nossa galáxia, a Via Láctea, mas de muito mais longe, do coração da galáxia gigante M87, a 55 milhões de anos luz daqui.  A posição dessa galáxia no céu permitiu que ela fosse observada por todos os observatórios de modo a se obter a resolução necessária para conseguir identificar a estrutura. Na entrevista coletiva, os pesquisadores comentaram que os dados do centro da nossa galáxia deverão ser publicados num futuro próximo.

Trajetória dos fótons na vizinhança de um buraco negro. Crédito: NSF.

Mas o que a imagem mostra afinal? O buraco negro não emite luz. O que vemos é na realidade a sombra que ele provoca na sua vizinhança brilhante. Os raios de luz nas redondezas do buraco negro são desviados e distorcidos pelo seu intenso campo gravitacional.  A fronteira do buraco negro, conhecida como horizonte de eventos, que marca o ponto onde nem a luz consegue escapar da gravidade, é 2,5 vezes menor que a sombra que projeta e mede 40 bilhões de km de um lado ao outro.

Comparação da imagem do EHT (acima) e da simulação (abaixo). Créditos: EHT Collaboration/Bronzwaer, Moscibrodzka, Davelaar and Falcke (Radboud University)

 

A imagem obtida pelo EHT é incrivelmente semelhante às simulações, um belo exemplo de concordância entre teoria e observação. A massa do buraco negro central de M87 é 6,4 bilhões de massas solares, mais de mil vezes a massa do buraco negro no centro da nossa galáxia!

Os resultados detalhados das observações foram publicados numa série de seis artigos científicos na renomada revista Astrophysical Journal Letters. Cientistas de todo o mundo devem passar os próximos dias analisando os resultados e trabalhando nas suas implicações.

Para o público geral, recomendo material do site preparado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO), com conteúdos produzidos especialmente para essa ocasião memorável. Em particular, não deixem de conferir o fantástico vídeo “In The Shadow Of The Black Hole”, que conta em 17 minutos e meio essa saga do conhecimento.