Traduzido por Julio Batista
Original de Brian Koberlein para o Universe Today
Em 2019, o Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) nos deu nossa primeira imagem direta de um buraco negro. Era uma imagem poderosa, mas não com muitos detalhes. Ela parece uma rosquinha laranja embaçada.
Para ser justo, o verdadeira cerne da descoberta estava nos dados, não na imagem. E, como mostra um estudo recente, há muito mais dados nos dados do que vimos.
Uma das coisas importantes a entender sobre a imagem do EHT é que ela não mostra o brilho do próprio buraco negro. Buracos negros não emitem luz diretamente.
E, ao contrário das imagens menos detalhadas de buracos negros supermassivos que temos, o brilho não se deve a jatos de plasma ou a um toro de gás superaquecido 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 do 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.
Observamos a ligeira deflexão da luz de coisas como estrelas e galáxias várias vezes, mas perto de um buraco negro a luz pode mudar de direção significativamente.
Ele poderia dar a volta para fazer uma curva em ângulo reto, ou até mesmo acabar voltando da direção em 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 ver.
Acontece 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.
Parte da luz será mais brilhante, já que a rotação do buraco negro também dá à luz um pouco de aumento de energia. O tamanho do anel depende da massa do buraco negro, e o brilho da região mais brilhante depende da rotação do buraco negro.
Então, por que a imagem do EHT não mostra o anel de fótons? Infelizmente, o espaço entre nós e o buraco negro não está completamente vazio.
Ainda existe uma região circundante de gás frio, pela qual a luz tem que passar para chegar até nós. Algumas das luzes se espalham ao longo do caminho, tornando a imagem mais borrada do que gostaríamos. É aí que entra o novo estudo.
O brilho difuso da imagem do EHT nos diz não apenas sobre o buraco negro, mas também sobre o gás difuso ao redor do buraco negro. A equipe observou que existem essencialmente duas imagens nos dados do EHT.
Uma é a do próprio anel de fótons, e a outra é o brilho embaçado da região ao redor. Usando novos algoritmos de imagem, a equipe conseguiu separar os dois, revelando o anel de fótons do buraco negro.
É um ótimo exemplo do poder de analisar dados de novas maneiras. 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 camadas ocultas sob a superfície.
