Dados do EHT Event Horizont Telescope dão aos cientistas uma nova ideia de um monstro chamado Via Láctea. Graças a esses dados, podemos observar mais de perto o buraco negro pela primeira vez.

Um sistema de radiotelescópios que são colocados ao redor da Terra e nós o chamamos EHT (Event Horizon Telescope), com foco em alguns gigantes. Sagitário A é um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, e um buraco negro ainda maior a 53,5 milhões de anos-luz de distância na galáxia M87. Em abril de 2017, os observatórios juntaram forças para observar os limites dos buracos negros, onde a força gravitacional é tão forte que nem mesmo os raios de luz podem sair. Depois de quase dois anos comparando os dados, os pesquisadores publicaram as primeiras imagens adquiridas dessas observações. Agora os cientistas esperam que as novas imagens possam nos dizer mais sobre os buracos negros.

Como é realmente um buraco negro?

Os buracos negros são realmente dignos de seu nome. A enorme besta gravitacional não emite luz em nenhuma parte do espectro eletromagnético, então eles parecem não existir por si próprios. Mas os astrônomos sabem que estão lá por causa de algum tipo de escolta. À medida que sua força gravitacional pulsa em gás estelar e poeira, uma massa na forma de um disco de acreção giratório com seus átomos em colisão se forma ao seu redor. Esta atividade emite "calor branco" e emite raios-X e outras radiações de alta energia. Os buracos negros saturados mais "odiosos" iluminam todas as estrelas nas galáxias circundantes.

Supõe-se que na imagem do telescópio EHT de Sagittaria A na área da Via Láctea, também chamada Sgr A, ele terá a sombra de um buraco negro em seu disco de acreção de material brilhante. Simulações de computador e as leis da física gravitacional dão aos astrônomos uma boa ideia do que esperar. Devido à alta força gravitacional perto do buraco negro, o disco de acreção será deformado ao redor do horizonte do anel e este material será visível atrás do buraco negro. A imagem resultante provavelmente será assimétrica. A gravidade dobra a luz da parte interna do disco em direção à Terra com mais força do que a parte externa e torna parte do anel mais leve.

As leis da lei geral se aplicam à relatividade em torno de um buraco negro?

A forma exata do anel pode resolver o impasse mais frustrante da física teórica. Os dois pilares da física é a teoria da relatividade geral de Einstein, que controla objetos massivos e gravitacionalmente fortes, como um buraco negro, e a mecânica quântica, que controla o estranho mundo das partículas subatômicas. Cada teoria funciona em seu próprio domínio. Mas eles não podem trabalhar juntos.

A física Lia Medeiros, da Universidade do Arizona em Tucson afirma:

“A relatividade geral e a física quântica são incompatíveis uma com a outra. Se a relatividade geral for aplicada na região de um buraco negro, isso pode significar um passo em frente para os físicos. "

Como os buracos negros são o ambiente gravitacional mais extremo do universo, eles são o melhor ambiente para o teste de estresse da teoria da gravidade. É como jogar teorias contra uma parede e esperar se e como elas estão sendo destruídas. Se a teoria geral da relatividade se aplicar, os cientistas esperam que um buraco negro tenha uma sombra específica e, portanto, uma forma circular; se a teoria de Einstein não se aplicar, a sombra terá uma forma diferente. Lia Medeiros e seus colegas aplicaram uma simulação de computador a diferentes sombras de 12 buracos negros, que podem diferir das teorias de Einstein.

L. Mederios diz:

"Se encontrarmos algo diferente (alternativas às teorias da gravidade), será como um presente de Natal."

Mesmo um pequeno desvio da teoria geral da relatividade ajudaria os astrônomos a quantificar o que eles veem do que esperam.

Estrelas mortas chamadas pulsares circundam um buraco negro na Via Láctea?

Outra forma de testar a teoria geral da relatividade em torno dos buracos negros é observar como as estrelas se movem ao redor deles. Quando a luz das estrelas flui no campo de atração extrema de um buraco negro próximo a elas, a luz "se estende" e, portanto, parece mais vermelha para nós. Esse processo, chamado de "mudança gravitacional para o vermelho" e a teoria geral da relatividade, foi assumido. No ano passado, os astrônomos o observaram perto da região SgrA. Até agora, boas notícias para a teoria de Einstein. Uma maneira ainda melhor de confirmar esse fenômeno é fazer o mesmo teste em pulsares, que giram rapidamente e varrem os raios de radiação para o céu estrelado em intervalos regulares e parecem pulsar.

A mudança gravitacional para o vermelho, portanto, interromperia o curso metronômico regular e sua observação teria um teste mais preciso da teoria da relatividade geral.

Scott Ranson, do Observatório Astronômico Nacional de Charlottesville, diz:

"Para a maioria das pessoas que observam a área SgrA, seria um sonho descobrir pulsares, ou pulsares orbitando um buraco negro. Muitos testes muito interessantes e muito detalhados da teoria geral da relatividade podem ser fornecidos pelos pulsares. "

No entanto, apesar da observação cuidadosa, nenhum pulsar circulando em proximidade suficiente com a região SgrA ainda foi encontrado. Em parte porque a poeira galáctica e o gás espalham seus raios e são difíceis de mirar. Mas o EHT fornece a melhor visão até agora do centro das ondas de rádio, então S. Ransom e seus colegas esperam poder fazer isso. “É como uma pescaria com poucas chances de pescar, mas vale a pena”, acrescenta S.Ransom.

O Pulsar PSR J1745-2900 (à esquerda na ilustração) foi descoberto em 2013. Ele orbita exatamente 150 anos-luz em torno de um buraco negro no centro da galáxia. No entanto, está muito longe para testes precisos da teoria geral da relatividade. A própria existência deste pulsar dá aos astrônomos esperança de usar EHT para descobrir mais e mais perto do pulsar do buraco negro.

Como os buracos negros produzem jatos?

Alguns buracos negros são canibais famintos e atraem grandes quantidades de gás e poeira, enquanto outros são comedores exigentes. Ninguém sabe por quê. SgrA parece ser um comedor ansioso com um disco surpreendentemente escuro, apesar de uma massa igual a 4 milhões de massas solares. Outro alvo visado pelo EHT, o buraco negro na galáxia M87, é um canibal voraz. Ele pesa tanto quanto 3,5 a 7,22 bilhões de sóis. E que, além do enorme disco de acreção acumulado em sua vizinhança, um fluxo de partículas subatômicas carregadas também está jorrando dele a uma distância de 5 anos-luz.

Instituto Thomas Krichbaum de Radioastronomia em Bonn diz:

"É um pouco contraditório pensar que um buraco negro exclui alguma coisa."

As pessoas geralmente pensam que um buraco negro só absorve. Muitos buracos negros produzem jatos mais longos e mais largos do que galáxias inteiras e podem atingir bilhões de anos-luz do buraco negro.

A questão natural é qual é a poderosa fonte de energia que emite jatos de distâncias tão vastas. Graças ao EHT, podemos finalmente rastrear esses eventos pela primeira vez. A força do campo magnético de um buraco negro na galáxia M87 pode ser estimada medindo EHT, porque eles estão relacionados às forças dos jatos. Ao medir as propriedades dos jatos quando estão perto de um buraco negro, ele ajuda a determinar de onde o jato vem - de dentro de seu disco, ou de outra parte do disco, ou do próprio buraco negro.

Essas observações também podem esclarecer se os jatos vêm de um buraco negro ou de um material de fluxo rápido no disco. Como os jatos podem transportar material do centro da galáxia para a região intergaláctica, isso poderia explicar o efeito na evolução e no crescimento da galáxia. E até mesmo onde nascem planetas e estrelas.

T. Krichbaum diz:

“É importante entender a evolução das galáxias, desde a formação inicial dos buracos negros até o nascimento das estrelas e, finalmente, o nascimento da vida. Esta é uma história muito grande e, ao estudar os jatos dos buracos negros, estamos apenas ligeiramente suplementando as pequenas partículas do grande quebra-cabeça da vida. ”

Nota do editor: Esta história foi atualizada em 1 de abril de 2019 especificando a massa do buraco negro M 87: a massa da galáxia é 2,4 trilhões de massas do Sol. O próprio buraco negro tem uma massa de vários bilhões de sóis. O apêndice, a simulação do buraco negro, é um exemplo de confirmação da teoria da relatividade geral de Einstein, não sua refutação.