O consórcio internacional Event Horizon Telescope (EHT), que visa capturar as primeiras imagens das bordas dos buracos negros, divulgou seus primeiros resultados hoje (10 de abril). O segredo do sucesso do projeto é como ele liga antenas de rádio em todo o mundo para criar um telescópio virtual do tamanho da Terra.
Buracos negros têm força gravitacional tão poderosa que, limiares passados conhecidos como horizontes de eventos, nada pode escapar, nem mesmo a luz. Embora isso signifique que os buracos negros simplesmente pareçam negros, os pesquisadores ainda pretendem capturar as melhores fotos possíveis do ambiente dos objetos, que podem brilhar com a luz. Essas imagens podem revelar segredos sobre a misteriosa estrutura dos buracos negros e como eles influenciam seus ambientes.
O EHT visa criar imagens buracos negros supermassivos milhões a bilhões de vezes a massa do sol. Por exemplo, o buraco negro Sagitário A *, no centro da Via Láctea, é cerca de 4,3 milhões de vezes a massa do nosso sol, enquanto o buraco negro no coração da galáxia M87, da qual ele agora divulgou uma imagem, é de cerca de 6 bilhões de massas solares.
O EHT busca uma sombra, ou silhueta, contra um fundo brilhante - os contornos do horizonte de eventos. Embora a sombra de Sagitário A * tenha cerca de 30 vezes o diâmetro do sol, este buraco negro fica a cerca de 26.000 anos-luz da Terra e, portanto, do nosso ponto de vista, a sombra é do mesmo tamanho que uma laranja apareceria na Terra. lua. O buraco negro no coração de M87 está cerca de 2.000 vezes mais distante da Terra do que Sagitário A * e é, portanto, ainda mais difícil de ver (embora seja muito maior).
Além disso, as sombras dos buracos negros são muito escuras quando se trata de emitir sinais de rádio de interesse para o EHT. Capturar energia suficiente de Sagitário A * para acender uma lâmpada de 1 watt por 1 segundo levaria uma das antenas do projeto em cerca de 250 milhões de anos.
Para visualizar esses buracos negros, o EHT possui radiotelescópios em todo o mundo, dos Estados Unidos ao México, ao Chile e ao Polo Sul, observando os mesmos alvos ao mesmo tempo. Ao coletar dados em uníssono e uni-los, essa rede pode agir como um único telescópio grande, que, esperançosamente, possui poder de ampliação suficiente para detectar objetos distantes e escuros.
Em 2017, o projeto incluiu oito observatórios de rádio e espera-se que outros três entrem em 2020. "Ao ter o maior número possível de observatórios, você pode melhorar a imagem", disse Avi Loeb, presidente de astronomia da Universidade de Harvard, à Space. com. (Loeb não é um membro da equipe EHT.)
Para se certificar de que os radiotelescópios agem em sincronia, cada um marca seus dados com a ajuda de relógios atômicos que disparam raios maser (laser de micro-ondas) contra gás hidrogênio. Os átomos nesse gás oscilam a uma frequência precisa, como os pêndulos oscilantes nos relógios de avô. Os relógios atômicos que dependem desses masers de hidrogênio são extraordinariamente estáveis, perdendo apenas 1 segundo a cada 100 milhões de anos.
Os cientistas há muito tempo têm redes de múltiplos telescópios agindo como grandes telescópios, uma técnica conhecida como interferometria de linha de base muito longa. No entanto, um dos principais desafios da concepção do EHT foi operar com as ondas de rádio de frequência relativamente alta necessárias para visualizar esses buracos negros.
"A taxa na qual os dados são gravados com o Event Horizon Telescope é pelo menos uma ordem de magnitude mais rápida que a interferometria de linha de base muito antiga, mas com os computadores modernos isso se tornou possível", disse Loeb.
No entanto, os maiores desafios que o Event Horizon Telescope teve de enfrentar podem não ter sido técnicos, mas sociais.
"Eu diria que a maior conquista deste projeto é a capacidade de coordenar diferentes observatórios em diferentes países do mundo", disse Loeb. "Os astrônomos são bastante competitivos e convencer centenas deles a trabalharem juntos e descobrirem quem é o líder, por que essa pessoa deve ser o líder e como todos devem obter crédito é um grande desafio".
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