Astrônomos vão fotografar Buracos Negros

Buraco Negro no núcleo da M106.Image de PGAPereira.

Por PGAPereira e NASA.   O Telescópio Event Horizon (Horizonte dos Eventos) é um poderoso telescópio virtual do tamanho da Terra o suficiente para ver todo o caminho até o centro da nossa Via Láctea, onde um buraco negro supermassivo permitirá que os astrofísicos possam colocar a Teoria Geral da Relatividade de Einstein à prova.

          Os astrônomos, físicos e cientistas de áreas afins em todo o mundo se reunirão em Tucson, Arizona, 18-20/01/2013 para discutir um esforço que apenas alguns anos atrás teria sido considerado como nada menos que escandaloso. A conferência é organizada por Dimitrios Psaltis e Marrone Dan da Universidade do Arizona do Observatório Steward. "Ninguém nunca tirou uma foto de um buraco negro", disse Psaltis. "Nós vamos fazer exatamente isso." "Até cinco anos atrás tal proposta não teria parecido credível", disse Sheperd Doeleman do Observatório Haystack no Massachusetts Institute of Technology em Cambridge que é o investigador principal do Telescópio Event Horizon, como o projeto é apelidado. "Agora temos os meios tecnológicos para dar uma facada nele."

          Primeiro postulado pela Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein, a existência de buracos negros desde então tem sido suportada pelo patrimônio de décadas de observações, medições e experiências. Mas nunca foi possível observar diretamente em imagem um desses turbilhões cuja enorme gravidade exerce poder cataclísmico de tal forma que ele torce e desfigura o próprio tecido do espaço e do tempo. "Os buracos negros são o ambiente mais extremo que você pode encontrar no universo", disse Doeleman. O campo de gravidade em torno de um buraco negro é tão grande que ele engole tudo em seu alcance, nem mesmo a luz pode escapar de sua aderência. Por essa razão, os buracos negros são apenas isso - que não emitem luz alguma, a sua "nulidade" se confunde com o vazio negro do universo.

          Assim como tirar uma foto de algo que por definição é impossível de se ver? "Como redemoinhos de poeira e gás ao redor do buraco negro antes de serem desenhados dentro, segue-se uma espécie de engarrafamento cósmico”, disse Doeleman. "Girando em torno do buraco negro como água circulando pelo ralo de uma banheira, o atrito comprime a matéria resultante transformando-a em plasma aquecido a um bilhão de graus ou mais, fazendo-a 'brilhar' e irradiar energia que podemos detectar aqui na Terra.” Pela imagem do brilho da matéria girando em torno do buraco negro antes de entrar ao longo da borda e mergulhar no abismo do espaço e do tempo, os cientistas só pode ver o contorno do buraco negro, também chamado de sua sombra. Porque as Leis da Física ou não se aplicam ou não podem descrever o que acontece para além desse ponto de não retorno a partir do qual nem mesmo a luz pode escapar, esse limite é chamado de Horizonte de Eventos. "Até agora, temos evidências indiretas de que há um buraco negro no centro da Via Láctea", disse Psaltis. "Mas uma vez vemos apenas a sua sombra, não haverá nenhuma dúvida."

          Mesmo que o buraco negro suspeito de se sentar no centro da nossa galáxia seja um supermassivo com  4 milhões de vezes a massa do Sol, é pequeno para os olhos dos astrônomos. Menor do que a órbita de Mercúrio ao redor do Sol, ainda a quase 26.000 anos-luz de distância, parece com o mesmo tamanho de um laranja na Lua. "Para ver algo tão pequeno e tão longe, você precisa de um telescópio muito grande, e o maior telescópio que você pode fazer na Terra é transformar todo o Planeta em um telescópio", disse Marrone. Para esse fim, a equipe está conectando até 50 radiotelescópios espalhados pelo mundo, incluindo o telescópio Submillimeter no Monte Graham, no Arizona, telescópios em Mauna Kea, no Havaí, e a matriz combinada de Investigação em Astronomia Millimeter-Waves na Califórnia. A matriz global irá incluir vários radiotelescópios na Europa, um prato de 10m no Pólo Sul e, potencialmente, uma antena de 15m em cima de um pico de (15.000 pés  )4,6 km, no México.

Buraco Negro no núcleo da M106 por outros filtros. Imagem de PGAPereira.

           "Em essência, estamos fazendo um telescópio virtual com um espelho que é tão grande quanto a Terra", disse Doeleman. "Cada rádio-telescópio que usamos pode ser imaginado como uma pequena porção prateada de um grande espelho. Com muitas dessas manchas prateadas, pode-se começar a fazer uma imagem. O Telescópio Event Horizon não é um primeiro projeto de luz, onde se alterna uma chave e vão desde a ausência de dados a uma grande quantidade de dados. Todo ano, vamos aumentando as suas capacidades, adicionando mais telescópios, aumentando gradualmente a nitidez da imagem que vemos do buraco negro.” Um elemento chave crucial  e ansiosamente esperado  para entrar na rede mundial  de radiotelescópios Even Telescope é o Grande Atacama Matriz Millimeter / submillimeter  (ALMA) no Chile. Composto por 50 antenas de rádio interligadas entre si, ALMA irá funcionar como o equivalente de um prato que tem 90m de diâmetro e se tornará o que Doeleman chamou de "mudar o jogo real." “Nós seremos capazes de realmente ver o que acontece muito perto do horizonte de um buraco negro, que é o mais forte campo gravitacional encontrado no universo", disse Psaltis. "Ninguém jamais testou a Teoria Geral da Relatividade de Einstein em campos tão fortes."

          A relatividade geral prevê que o contorno brilhante de definição de sombra do buraco negro deve ser um círculo perfeito. De acordo com Psaltis, cujo grupo de pesquisa é especializado na Teoria Geral da Relatividade de Einstein, isso proporciona um teste importante. "Se encontrarmos a sombra do buraco negro ser oblata, em vez de circular, isso significa que a Teoria Geral da Relatividade de Einstein deve ser falha", disse ele. "Mas mesmo que não encontremos nenhum desvio da relatividade geral, todos esses processos nos ajudará a entender muito mais os aspectos fundamentais da teoria." Os buracos negros continuam entre os fenômenos menos entendidos do universo. Variando em massa de algumas vezes a massa do Sol para bilhões, eles parecem coalescer como gotas de óleo em água. Acredita-se agora que a maioria, se não todas as galáxias abrigam um buraco negro supermassivo em seu centro, e os menores estão espalhados por toda parte. A nossa Via Láctea é conhecida por ser o lar de cerca de 25 minúsculos buracos negros que vão de cinco a 10 vezes a massa do Sol. "O que é grande no centro da Via Láctea, ele é suficientemente grande e está suficientemente perto", disse Marrone. "Há maiores em outras galáxias, e há as mais próximas, mas eles são menores. A nossa é apenas a combinação certa de tamanho e distância.”

          Dois aspectos levam os astrônomos a argumentarem que dependem de ondas de rádio ao invés de luz visível ou infravermelho para espionar o buraco negro: Por um lado, observando-se o centro da Via Láctea a partir da Terra necessita-se olhar para a direita através do plano da Galáxia. As ondas de rádio são capazes de penetrar milhares de anos-luz no campo de estrelas, gás e poeira obstruindo a visão. Em segundo lugar, a combinação de telescópios ópticos com o supertelescópio virtual não seria praticável, de acordo com os investigadores. Embora os avanços tecnológicos muito recentes tornassem possível não só registrar em apenas certos comprimentos de onda de rádio onde não interferem com o vapor de água na atmosfera, mas também para garantir o sincronismo ultrapreciso necessário para combinar as observações de vários milhares de telescópios a quilômetros de distância em uma exposição. Cada telescópio irá gravar seus dados em discos rígidos, que serão coletados e enviados fisicamente para um centro de processamento de dados no Observatório do Haystack do MIT. A reunião de radiotelescópios ao redor do globo exige um esforço de equipe igualmente global. "Este não é apenas a habitual conferência internacional aonde as pessoas vêm de todas as partes do mundo, pois eles estão interessados ​​em compartilhar suas pesquisas", disse Psaltis. "Para o Telescópio Event Horizon, precisamos de todo o mundo se unir para construir este instrumento porque é tão grande quanto o Planeta. As pessoas estão vindo de todo o mundo porque eles têm que trabalhar nele. "