Imagem de buraco negro divulgada em 2022 está errada? Entenda a nova análise

Os objetos mais misteriosos do Universo são os buracos negros. Esses objetos na verdade são regiões do espaço-tempo onde a curvatura é tão extrema que nem mesmo a luz consegue escapar. A ideia surgiu quando Albert Einstein concluiu que a curvatura do espaço-tempo é o que conhecemos como gravidade. Em outras palavras, esses objetos são regiões de extrema gravidade e um ótimo laboratório para entender essa interação.

A colaboração Event Horizon Telescope (EHT) foi fundada com o objetivo de tirar a primeira fotografia de um buraco negro supermassivos. Em 2019, a colaboração divulgou a imagem do M87* da galáxia elíptica M87 e em 2022, a colaboração divulgou a primeira foto do buraco negro supermassivo Sagitário A* (Sgr A*). O Sgr A* está localaizado no centro da Via Láctea com cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol.

Recentemente, uma nova análise da imagem de Sgr A* foi conduzida por pesquisadores japoneses do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). O grupo de astrônomos realizou análise com novos métodos e encontrou que o formato e a distribuição de luz é diferente do que foi divulgado. A nova análise, no entanto, ainda confirma as previsões da relatividade geral de Einstein.

Buracos negros

Um dos teoremas mais importantes da Física de buracos negros é o no hair theorem que diz que buracos negros só podem ser diferenciados por três características: massa, spin e carga. É possível classificar os buracos negros em relação à sua massa e ao seu spin. Pela massa, os buracos negros podem ser supermassivos ou estelares, além de uma classe chamada intermediária que ainda não tem um exemplar observado.

Já os buracos negros estelares são aqueles com massas que são algumas vezes a massa do Sol. Esses objetos são formados quando estrelas muito massivas chegam ao final da vida e entram em um colapso gravitacional. Já os supermassivos não tem sua origem conhecida e diversas hipóteses ainda são consideradas. O telescópio espacial James Webb tem como missão compreender um pouco a origem desses objetos.

Sgr A*

O buraco negro supermassivo do centro da Via Láctea é conhecido como Sagitário A* (Sgr A*) e recebe esse nome por estar na direção da constelação de Sagitário quando visto aqui da Terra. Ele está localizado a cerca de 26 mil anos-luz de distância do Sistema Solar e possui 4 milhões de massas solares sendo um pouco menor que a órbita de Mercúrio. Ele é observado detalhadamente desde a década de 90.

Em 2020, parte do prêmio Nobel foi dado para astrônomos que observaram o movimento de estrelas em torno do Sgr A*. As estrelas próximas ao buraco negro possuem velocidades e órbitas distintas que descrevem a presença de um objeto compacto no centro. Esse foi um dos trabalhos mais importantes para a confirmação da existência do Sgr A* no centro da Via Láctea.

Colaboração EHT

Em 2022, a colaboração EHT divulgou a primeira imagem direta da sombra de Sgr A que contou com astrônomos de diferentes lugares do mundo. O EHT consiste de diversos radiotelescópios em diferentes pontos da Terra que observa enquanto o planeta rotaciona. Dessa forma, as antenas conseguem captar sinais de uma região mais ampla e ao juntar os dados de todos telescópios é possível criar a imagem do objeto.

A imagem que ficou famosa revela um anel de luz em torno de um objeto central escuro que é chamado de sombra do buraco negro. O anel de luz é causada pela radiação emitida do material que está espiralando em direção ao buraco negro. O EHT continua suas campanhas de observação para obter melhores dados e aumentar a qualidade das fotos obtidas. Recentemente, EHT anunciou o interesse em obter um vídeo da dinâmica.

Nova análise

O Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) divulgou um artigo onde realizam novas análises dos dados obtidos pelo EHT. A ideia foi utilizar novos métodos para reconstruir a imagem do Sgr A*. Nos resultados obtidos pelo NAOJ, o disco de acreção na verdade é um pouco mais alongado do que a imagem divulgada pelo EHT.

Além disso, o brilho também teria uma diferença e a imagem original seria devido ao método utilizado na primeira imagem. Uma parte seria um pouco mais brilhante do que a outra. Os novos resultados mostram que o disco estaria inclinado cerca de 40º em relação a nós e girando a uma velocidade de 60% da velocidade da luz.

E agora?

A nova reanálise ainda concorda com a relatividade geral de Einstein e o que esperiaríamos de um buraco negro. A diferença é apenas nas propriedades do disco de acreção e na forma que o observamos aqui da Terra. Tanto a análise do EHT quanto do NAOJ confirmam as previsões da relatividade geral para um buraco negro de 4 milhões de massas solares.

Essa reanálise ajuda a compreender melhor como é o disco de acreção ao redor de Sgr A*. Os dados obtidos pelo EHT é uma das tentativas de mapear essa região apesar dos dados serem extremamente complicados. Astrônomos do estão focando em melhorias para produzir imagens de interferometria mais detalhadas e precisas.

Referência da notícia

Miyoshi et al. 2024 An independent hybrid imaging of Sgr A* from the data in EHT 2017 observations Monthly Notices of the Royal Astronomical Society