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Nova reconstrução da imagem do buraco negro M87*, feita a partir de dados coletados em 11 de abril de 2017 pelo projeto Event Horizon Telescope (EHT).
Uma nova análise confirmou que o formato de anel visto na primeira e histórica imagem de um buraco negro, divulgada em 2019, não foi simplesmente resultado da forma como os dados foram processados pelos cientistas da época.
Recentemente, pesquisadores voltaram aos registros do M87*, buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia Messier 87, e reconstruíram sua imagem usando um método independente daquele empregado no registro original.
Com isso, o resultado voltou a mostrar uma região escura cercada por uma estrutura brilhante em forma de anel. O trabalho foi publicado na revista científica "Nature" nesta quarta-feira (11). A confirmação é importante porque esse formato é uma das principais características esperadas nas imagens de um buraco negro.
O anel é produzido pela luz do material extremamente quente ao redor do objeto, que é distorcida pela sua enorme gravidade.
No centro aparece a chamada sombra do buraco negro, uma região escura associada ao horizonte de eventos, o limite a partir do qual nem mesmo a luz consegue escapar.
Nosso estudo oferece uma validação verdadeiramente independente da famosa imagem de 2019 do buraco negro no centro da galáxia M87. Conseguimos confirmar, com alto grau de confiança, que o formato de anel da sombra do buraco negro é real”, afirmou ao g1 Nithyanandan Thyagarajan, astrônomo da CSIRO e um dos responsáveis pela pesquisa.
🌌 ENTENDA: o M87* em si não aparece diretamente na famosa imagem. O que os radiotelescópios registram é a radiação emitida pelo material ao redor dele. A gravidade extrema curva o caminho dessa luz e produz a aparência de um anel em torno de uma região central escura.
Foi justamente essa estrutura que tornou histórica a imagem apresentada em 2019 pelo Event Horizon Telescope (EHT), uma rede de radiotelescópios espalhados pelo planeta.
Entenda como foi feita a primeira imagem de um buraco negro.
Os equipamentos funcionam de forma sincronizada e, juntos, formam uma espécie de telescópio virtual quase do tamanho da Terra.
Essa técnica permite observar detalhes extremamente pequenos no céu. Segundo os autores, enxergar o M87* nessa escala equivale, em termos de resolução angular, a distinguir aproximadamente a largura de um fio de cabelo a mais de mil quilômetros de distância.
Mas há uma limitação importante: não é possível colocar radiotelescópios em todos os pontos da superfície terrestre.
Isso cria lacunas nas observações, e os cientistas precisam usar algoritmos para combinar os sinais captados e reconstruir a imagem.
Depois da divulgação do registro de 2019, outros pesquisadores analisaram os mesmos dados com métodos diferentes e chegaram, em alguns casos, a resultados nos quais o anel não aparecia de forma clara.
Isso levantou a dúvida sobre quanto daquele formato vinha realmente dos dados e quanto poderia depender das escolhas feitas durante o processamento.
🔭 ENTENDA: a imagem de 2019 não é uma fotografia convencional, como uma foto feita por uma câmera. Ela é uma reconstrução criada a partir dos sinais captados por vários radiotelescópios. Por isso, refazer a análise com métodos diferentes ajuda a verificar se a estrutura observada continua aparecendo.
Os pesquisadores desenvolveram um algoritmo que usa informações de grupos fechados de três radiotelescópios, uma estratégia que reduz a influência de erros de calibração dos equipamentos.
E para reduzir o risco de que a inteligência artificial produzisse uma imagem influenciada pelo que os cientistas já esperavam encontrar, a equipe adotou uma estratégia incomum: treinou o sistema usando fotografias de objetos e animais.
Para minimizar possíveis vieses, treinamos o sistema com imagens de coisas da Terra, como gatos, cachorros e carros. Portanto, ele não fazia ideia de como era um buraco negro”, explica Thyagarajan. Representação artística de M87* expelindo seu poderoso jato de matéria.
O método também não começa presumindo que a imagem precisa ter determinado formato ou tamanho. A ideia é deixar que os próprios dados conduzam a reconstrução.
A técnica foi aplicada a observações do M87* feitas em 2017, 2018 e 2021. Nos conjuntos de dados de melhor qualidade de cada ano, o anel apareceu repetidamente, com tamanho semelhante.
O diâmetro médio encontrado foi de 42,2 microssegundos de arco, praticamente o mesmo obtido nas análises anteriores.
A partir dessa medida e da distância do objeto, os pesquisadores estimaram que o M87* tenha uma massa equivalente a cerca de 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol.
A estrutura em anel é uma previsão fundamental da teoria da relatividade geral de Einstein, já que a luz é desviada pela extrema curvatura do espaço-tempo”, afirma Samuel Lai, astrônomo da CSIRO (Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth), a agência nacional de ciência da Austrália, e principal autor do estudo.
O tamanho do anel também permite aos cientistas comparar as observações com o que a teoria da relatividade geral, de Albert Einstein, prevê para a luz nas proximidades de objetos com gravidade extrema.
A nova análise, porém, não significa que todos os detalhes da imagem estejam definitivamente confirmados.
Características como a espessura exata do anel e a distribuição do brilho ao redor dele ainda variam de acordo com o método usado e com a qualidade dos dados.
O que se mostrou mais robusto foi justamente a característica que marcou o registro de 2019: uma estrutura compacta em forma de anel, com uma região escura no centro, compatível com a sombra de um buraco negro.
Uma das questões que permanecem sobre M87* é se conseguimos detectar fótons que chegam até nós depois de completar várias órbitas ao redor do buraco negro. Para isso, precisaremos de uma imagem ainda mais nítida, o que exigirá radiobservatórios no espaço”, afirma Lai.
Em fenômeno inédito, cientistas descobrem planeta que acelera sua própria destruição; entenda.
