Pela 1ª vez, astrônomos revelam anel de fótons de um buraco negro

Após a primeira imagem direta de um buraco negro feita pelo Event Horizon Telescope (EHT), em 2019, a astronomia já conseguiu obter informações mais detalhadas deste misterioso corpo celeste.

Em recente estudo divulgado pela Science Alert, astrônomos conseguiram analisar os dados que produziram as imagens do buraco negro para que pudéssemos entender seu fenômeno com maior riqueza de detalhes.

A imagem gerada pelo EHT não mostra o brilho do buraco negro — já que buracos negros não emitem luz — nem o brilho produzido pelos jatos de plasma e gás superaquecidos ao redor do buraco negro. Em vez disso, a imagem mostra a luz de rádio que foi focada pelo buraco negro.

O buraco negro em M87 é banhado pela luz do gás próximo, incluindo a luz em frequência de 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.

A ligeira deflexão da luz de estrelas e galáxias já havia sido observada várias vezes, mas perto de um buraco negro a luz pode mudar de direção significativamente.

Esta é a primeira imagem de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia

© Foto / EHT

De acordo com os pesquisadores, ela poderia dar a volta para fazer uma curva em ângulo reto, ou até mesmo acabar voltando na direção de 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 o ver.

A descoberta, no entanto, sugere 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 de M87 com espaço calculado

© Foto / Broderick et al.

Parte da luz será mais brilhante, já que a rotação do buraco negro também aumenta a energia da luz. O tamanho do anel depende da massa do buraco negro, e o brilho da região mais brilhante depende da rotação do buraco negro.

Portanto, o que vemos na imagem do buraco negro pode ser dividido em duas perspectivas do ponto de vista da luz. Uma é a do próprio anel de fótons, e a outra é o brilho embaçado da região circundante. Usando novos algoritmos de imagem, a equipe conseguiu separar as duas, revelando o anel de fótons do buraco negro.

A pesquisa demonstra que 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 detalhes que antes eram desconhecidos.