Buraco negro supermassivo: primeira imagem de Sagitário A* revelada no centro da Via Láctea

É a primeira observação direta a confirmar a existência de um buraco negro, conhecido como Sagitário A*, como o coração pulsante da Via Láctea.

Os buracos negros não emitem luz, mas a imagem mostra a sombra do buraco negro cercada por um anel brilhante, a luz é dobrada pela gravidade do buraco negro. Os astrônomos disseram que o buraco negro é quatro milhões de vezes maior que o nosso sol.

Michael Johnson, Astrofísico, Centro de Astrofísica: “Durante décadas, os astrônomos se perguntaram o que está no coração de nossa galáxia, atraindo estrelas para órbitas estreitas com sua imensa gravidade” | Harvard e Smithsonian, em um comunicado.

“Usando uma imagem (Event Horizon Telescope, ou EHT), ampliamos mil vezes mais perto dessas órbitas, onde a gravidade fica um milhão de vezes mais forte. A essa distância, um buraco negro acelera a matéria para se aproximar da velocidade da luz e se curva caminhos dos fótons em torcidos (espaço-tempo).”

O buraco negro está a cerca de 27.000 anos-luz de distância da Terra. Nosso sistema solar está localizado em um dos braços espirais da Via Láctea, razão pela qual estamos tão distantes do centro galáctico. Se pudéssemos ver isso no céu noturno, o buraco negro pareceria ter o mesmo tamanho de um donut sentado na lua.

“Ficamos surpresos com o quão bem o tamanho do anel correspondeu às expectativas da teoria geral da relatividade de Einstein”, disse o cientista do projeto EHT, Jeffrey Bauer, do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica, Taipei, em um comunicado.

“Essas observações sem precedentes melhoraram muito nossa compreensão do que está acontecendo (no centro de) nossa galáxia e fornecem novos insights sobre como esses buracos negros gigantes interagem com seus arredores”.

Os resultados desta descoberta pioneira foram publicados quinta-feira em uma edição especial da Cartas de jornais astrofísicos.

Procurando por um buraco negro

Os astrônomos levaram cinco anos para capturar e confirmar esta imagem e descoberta. Anteriormente, os cientistas observavam estrelas orbitando alguns objetos massivos invisíveis no centro da galáxia.

o Prêmio Nobel de Física 2020 Concedido aos cientistas Roger Penrose, Reinhard Genzel e Andrea Geis por suas descobertas sobre buracos negros, incluindo evidências compartilhadas por Geis e Genzel sobre a massa de um objeto no centro da Via Láctea.
O Prêmio Nobel de Física foi concedido pelas descobertas de buracos negros que revelaram 'buracos negros'.  Os segredos mais sombrios do universo & # 39 ;

Ramesh Narayan, astrofísico teórico do Centro de Astrofísica: “Agora vemos que o buraco negro engole gás e luz próximos, puxando-os para uma cratera sem fundo” | Harvard e Smithsonian, em um comunicado. “Esta imagem confirma décadas de trabalho teórico para entender como os buracos negros corroem.”

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Esta descoberta foi possível graças a mais de 300 pesquisadores de 80 instituições que trabalham com a rede de oito diferentes radiotelescópios ao redor do mundo que compõem o Event Horizon Telescope.

O telescópio recebeu o nome do “horizonte de eventos”, o ponto em que a luz não pode escapar do buraco negro. Esta rede global de telescópios constitui essencialmente um único telescópio virtual do “tamanho da Terra” quando todos os oito estão ligados e as observações estão lado a lado.

É a segunda imagem tirada de um buraco negro, com um trecho Primeiro sendo a conquista EHT da imagem M87* No coração da distante galáxia Messier 87, que fica a 55 milhões de anos-luz de distância, em 2019.
Esses painéis mostram as duas primeiras imagens de um buraco negro.  À esquerda está o M87 *, e à direita está o arco A *.

Embora as duas imagens sejam parecidas, o arco A* é mais de 1.000 vezes menor que o M87*.

“Temos dois tipos de galáxias completamente diferentes e duas massas muito diferentes de buracos negros, mas perto da borda desses buracos negros eles parecem incrivelmente semelhantes”, disse Sera Markov, co-presidente do EHT Science Council e professor de astrofísica teórica na o Instituto. Universidade de Amsterdã em um comunicado.

“Isso nos diz que (a teoria da relatividade geral de Einstein) governa essas coisas de perto, e quaisquer diferenças que vemos mais longe devem ser devido a diferenças na matéria que cerca os buracos negros”.

Impossível tirar uma foto

Embora o buraco negro da Via Láctea esteja mais próximo da Terra, foi difícil fotografá-lo.

“O gás próximo aos buracos negros está se movendo na mesma velocidade – aproximadamente a mesma velocidade da luz – em torno de Sgr A * e M87 *”, cientista do EHT Chi-kwan Chan no Observatório Steward e Departamento de Astronomia e Instituto de Ciência de Dados da Universidade do Arizona disse em um comunicado.

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“Mas quando o gás leva dias ou semanas para orbitar o maior M87*, no muito menor Sgr A* ele completa uma órbita em apenas alguns minutos. Isso significa que o brilho e o padrão do gás ao redor de Sgr A* estavam mudando rapidamente como a colaboração do EHT estava observando – um pouco como tentar tirar uma foto clara de um filhote perseguindo seu rabo rapidamente. ”

Se os dois buracos negros supermassivos M87* e Sagitário A* estivessem próximos um do outro, Sagitário A* seria ofuscado por M87*, que é mais de 1.000 vezes mais massivo.

A rede global de astrônomos teve que desenvolver novos instrumentos para permitir o rápido movimento do gás em torno de Sagitário A*. A imagem resultante é a média das várias imagens que a equipe tirou. Capturar a imagem de Sagitário A* foi como tirar uma foto de um grão de sal em Nova York com uma câmera em Los Angeles, de acordo com pesquisadores do Caltech.

“Esta imagem do Event Horizon Telescope requer mais do que apenas tirar uma imagem de telescópios em altas montanhas. É o produto de observações de telescópio tecnicamente desafiadoras e algoritmos computacionais inovadores”, disse Katherine Bowman, pesquisadora de Rosenberg e professora assistente de computação e ciências matemáticas, engenharia elétrica e astronomia no Instituto de Tecnologia da Califórnia, durante uma coletiva de imprensa.

Aquela foto de um buraco negro que você viu em todos os lugares?  Agradeço a este aluno de pós-graduação por tornar possível
Bowman também trabalhou na sessão de fotos do M87* Compartilhado em 2019. Apesar do fato de que a foto de Sagitário A * pode parecer borrada, “é uma das fotos mais nítidas de todos os tempos”, disse Bowman.

Cada telescópio foi empurrado para seu limite máximo, que é chamado de limite de difração, ou o número máximo de feições por minuto que ele pode ver.

“E esse é basicamente o nível que estamos vendo aqui”, disse Johnson na entrevista coletiva. “Não está claro porque, para tornar a imagem mais clara, precisamos afastar nossos telescópios ou passar para frequências mais altas.”

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Entendimento

A obtenção de imagens de dois buracos negros completamente diferentes permitirá aos astrônomos determinar suas semelhanças e diferenças e entender melhor como o gás se comporta em torno de buracos negros supermassivos, o que pode contribuir para a formação e evolução das galáxias. Acredita-se que os buracos negros estejam no centro da maioria das galáxias e agem como seus motores.

Sagitário A* está localizado no centro da nossa galáxia, enquanto M87* está localizado a mais de 55 milhões de anos-luz da Terra.

Enquanto isso, a equipe do EHT está trabalhando para expandir a rede do telescópio e fazer atualizações que podem levar a imagens mais impressionantes e até filmes de buracos negros no futuro.

O buraco negro da Via Láctea causou a expulsão de uma estrela da nossa galáxia

Capturar um buraco negro em movimento pode mostrar como ele muda ao longo do tempo e o que o gás faz ao orbitar o buraco negro. Bowman e Antonio Fuentes, membro do EHT, que se juntará ao Caltech como pesquisador de pós-doutorado em outubro, estão desenvolvendo métodos que permitirão vincular imagens de buracos negros para refletir esse movimento.

Esta “primeira imagem direta do gigante gentil no centro de nossa galáxia” é apenas o começo, disse Ferial Ozil, membro do Conselho de Ciências do EHT e professor de astronomia e física e reitor associado de pesquisa da Universidade do Arizona. Conferência de imprensa.

“Esta imagem é um testemunho do que podemos alcançar, quando reunimos nossas mentes mais brilhantes como uma comunidade global de pesquisa para tornar o aparentemente impossível e possível”, disse o diretor da National Science Foundation, Sithuraman Panchanathan, em comunicado. “A linguagem, os continentes e até a galáxia não podem impedir o que a humanidade pode alcançar quando nos unimos para o bem comum de todos.”

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