Por que a primeira foto de um buraco negro não se parece com o Gargantua de “Interestelar”?

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Por Ryan F. Mandelbaum
Publicado no Gizmodo

Ninguém sabia como era um buraco negro antes do ano passado. Certamente, pensávamos que sabíamos, graças às simulações e ao famoso buraco negro apresentado no filme Interestelar. Em abri de 2019, porém, os cientistas por trás do Event Horizon Telescope revelaram uma imagem de um buraco negro com 6,5 bilhões de massas solares no centro da galáxia (relativamente) próxima M87. E uma rápida olhada lhe mostrará que ele não se parece em nada com Gargantua, o buraco negro do filme Interestelar. Por isso, pedimos aos físicos por trás de ambas as imagens que ajudassem a explicar as diferenças.

Primeiro, se você estiver completamente perdido, os buracos negros são corpos celestes previstos pela Teoria da Relatividade Geral com um campo gravitacional tão incrível que a luz não pode escapar depois que entra em uma região chamada horizonte de eventos. Os cientistas por trás do Event Horizon Telescope revelaram uma imagem desse fenômeno – não uma fotografia, mas uma imagem reconstruída da sombra que o buraco negro lança sobre a luz atrás dela, criada a partir de dados obtidos por oito telescópios ao redor do mundo.

O buraco negro revelado recentemente parecia mais ou menos com o que os cientistas do Event Horizon Telescope, guiados pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein, esperavam que parecesse. Veja abaixo a imagem do buraco negro da M87 (esquerda) em comparação com simulações (centro) e simulações desfocadas para coincidir com a resolução do telescópio (direita):

Mas nós, o público consumidor de cultura pop, estávamos esperando algo que se parecesse um pouco mais com isso:

Eles não são tão diferentes quanto você poderia esperar. “A imagem no Interestelar está quase correta”, explicou Kazunori Akiyama, pesquisador de pós-doutorado no MIT Haystack Observatory, que liderou a equipe que criou a imagem do EHT.

Talvez o mais notável seja que o buraco negro de Interestelar tem uma fina faixa de matéria em torno de seu centro, que o buraco negro de M87 parece não ter. Essa é uma diferença simples de explicar – as evidências iniciais mostram que estamos vendo o buraco negro da M87 de mais perto de um dos pólos do que de frente. O disco de matéria em torno de M87 seria obscurecido pelo ângulo de observação, explicou Akiyama. Tome como exemplo os anéis de Saturno – eles não cruzam o planeta quando você olha de cima ou de baixo.

Mas não estamos olhando completamente para o buraco negro, e essa é a origem da outra diferença principal. O buraco negro de M87 parece ter uma forma crescente muito mais brilhante no canto inferior esquerdo. O que você realmente está olhando é o fato de que o buraco negro da M87 provavelmente está girando. O material que orbita o buraco negro também gira e o próprio espaço-tempo se deforma ao redor do buraco negro. Isso significa que o material que se move em nossa direção parece mais brilhante, enquanto o material que se afasta de nós parece mais escuro – o que você pode ver na imagem.

“Christopher Nolan omitiu esse brilho porque o olho humano provavelmente não seria capaz de discernir as diferenças de brilho nos dois lados do buraco quando o brilho geral é tão extremo”, disse Kip Thorne, físico e consultor da Caltech no filme Interestelar. Nolan tirou uma licença artística com a aparência do buraco negro do filme, incluindo coisas como reflexo de lente. Mas também existem outras diferenças. O buraco negro idealizado por Thorne tinha um disco de material muito mais fino e opaco. O buraco negro observado pela equipe do Event Horizon Telescope parece ter um disco muito mais espesso, mas um pouco mais transparente à luz. Estes são pontos relativamente menores.

O Event Horizon Telescope continuará a capturar imagens, tanto do buraco negro de M87 quanto do buraco negro no centro de nossa própria galáxia, a Via Láctea. Essas imagens criarão fotos ainda mais nítidas – e certamente ajudarão a ficção científica a produzir imagens mais precisas dos buracos negros do que nunca.

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