Em busca do buraco negro da Via Láctea

Em busca do buraco negro da Via Láctea

Usando o poder da interferometria, dois projetos astronômicos pela primeira vez poderão observar diretamente um buraco negro no centro da Via Láctea.

Este é um verdadeiro monstro que vive no centro da galáxia.

Sabemos que há um buraco negro supermassivo devido ao movimento de estrelas e nuvens de gás girando em torno de um ponto invisível. Este ponto tem um efeito de maré avassalador em todos os objetos que caem em sua armadilha, e essa força pode ser usada para calcular a massa de um buraco negro.

Isso, claro, não é o maior buraco negro do universo, mas não o menor. É 4 milhões de vezes mais massivo que o nosso Sol.

Este buraco negro é chamado Sagitário A * e está localizado a uma distância de mais de 20.000 anos-luz da Terra, o que impossibilita a observação direta. Apesar de sua enorme massa, um buraco negro é insignificante em tamanho quando visto da Terra. Aqui você precisará de um telescópio com resolução angular sem precedentes.

Em busca do buraco negro da Via Láctea

Fotografia dos Grandes Telescópios do Observatório do Paranal

Embora já saibamos muito sobre Sagitário A * graças a observações indiretas, no momento há uma verdadeira corrida internacional usando os mais poderosos observatórios do mundo e os mais complexos métodos astronômicos para fornecer uma imagem do buraco negro da Via Láctea. Isto permitirá não apenas provar que existe, mas também mostrar a área onde o espaço-tempo é deformado - um lugar com a gravidade mais forte do Universo. Enormes esforços globais estão em andamento para ligar a rede de radiotelescópios globais para criar um telescópio virtual que cobrirá a largura do nosso planeta. Usando o incrível poder da interferometria, os astrônomos podem combinar luz de muitas antenas de rádio distantes e coletá-la em um único ponto para imitar uma grande antena de rádio que cobre todo o globo.

Este esforço é conhecido como Telescópio de Horizonte de Eventos (EHT), e espera-se que o projeto alcance resolução angular e aumento espacial para realizar as primeiras observações de rádio do anel brilhante perto do horizonte de eventos Sagitário A * em um futuro próximo - o ponto em torno do buraco negro de onde nada, nem mesmo a luz pode deixá-lo.

Em busca do buraco negro da Via Láctea

Uma das quatro grandes cúpulas telescópicas lança seu novo sistema óptico adaptável de quatro lasers. O GRAVITY também usará óptica adaptativa para melhorar as observações do Sagitário A *, compensando os efeitos da turbulência atmosférica.

No entanto, há outro projeto que tem o mesmo objetivo, embora não seja observado na banda de rádio, mas olhe para o núcleo da galáxia e procure por luz ótica e infravermelha vinda de Sagitário A *. Mas ele precisa de um observatório para tornar essa meta uma realidade.

Atualmente, a ferramenta GRAVITY passa pelas verificações finais antes de iniciar o projeto usando os Very Large Telescopes no Observatório do Paranal, localizado no alto do Deserto do Atacama, no Chile. Ele também usará o poder da interferometria para criar uma imagem do nosso buraco negro supermassivo. Mas em vez de usar a rede global de radiotelescópios, como no projeto EHT, o GRAVITY combinará a luz de quatro telescópios VLT de interferometria de 8 metros (vulgarmente conhecidos como VLTI) para criar um telescópio “virtual”, cujo tamanho é igual à distância entre os telescópios individuais. . "Ao fazer isso, você pode obter a mesma resolução e precisão que obtém de um telescópio de cem metros de diâmetro", disse o astrônomo Oliver Pfuhl, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, na Alemanha. "Nós sabemos que nos últimos dez anos, o buraco negro não era realmente preto. Observamos o clareamento e o escurecimento", acrescentou.

Isso se deve ao fato de a matéria cair no horizonte de eventos, criando um poderoso flash de energia. A natureza desses surtos é pouco compreendida, mas o projeto deve ser capaz de rastrear esse evento. Essa absorção da matéria atuará como sinalização, ajudando-nos a ver a estrutura do espaço-tempo diretamente ao redor do buraco negro pela primeira vez.

Em busca do buraco negro da Via Láctea

Antenas do ALMA localizadas no planalto de Chahnantor durante o evento #MeetESO em 11 de maio de 2016. A localização extrema do observatório pode levar a um clima imprevisível, por exemplo, como neste caso, quando uma nevasca caiu no platô.

"Nosso objetivo é medir esses movimentos. Se pudermos estudar esses movimentos que ocorrem tão perto de um buraco negro, teremos dados únicos. Assim, podemos testar diretamente a teoria geral para algumas das condições mais extremas, que podemos encontrar no universo ", acrescentou Pfuhl.

O próprio ALMA é um interferômetro que consiste de 66 antenas de rádio localizadas no planalto de Chahnantor, a uma altitude de cerca de 5.000 metros (16.400 pés). A astrônoma Linda Watson usa dados do ALMA para estudar a poeira fria no espaço interestelar, mas combinando-a com os dados do EHT, seu poder de captação de rádio nos ajudará a entender a dinâmica do ambiente ao redor do Sagitário A *. "O ALMA é um interferômetro com 66 antenas, mas com relação ao EHT representa apenas um telescópio e, combinando-o com outros telescópios ao redor do mundo, criaremos um interferômetro global", acrescentou.

Muitos buracos negros, como os cientistas acreditam, têm um disco de acreção de gás e poeira rodopiante. O ALMA, em combinação com os dados do EHT, poderá avaliar a estrutura deste disco, a velocidade e a direção do movimento. Não tendo observações diretas, muitas dessas características foram previstas usando modelagem computacional ou derivadas de observações indiretas. Estamos entrando em uma era em que podemos obter respostas para alguns dos maiores segredos.

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