Anéis em torno de um buraco negro: ilustração mostrando n=0,1 e 2 anéis. (Cortesia: George Wong (UIUC) e Michael Johnson (CfA)) A adição de um telescópio espacial ao Event Horizon Telescope (EHT), à terra, deve revelar a delicada série de anéis de luz em torno de um buraco negro supermassivo – de acordo com uma equipe de astrofísicos dos EUA. Além de fornecer valores mais precisos para a massa e o giro de um buraco negro, a observação dessas “sub-estruturas” também poderia ser um teste de referência da interferometria de linha de base longa usando telescópios na Terra e no espaço. Em abril de 2019, os cientistas que trabalham no EHT observaram um anel de luz brilhante em torno do buraco negro supermassivo que se encontra no coração da galáxia M 87. Essa primeira observação permitiu à equipe do EHT determinar a massa do buraco negro dentro de 10% de cerca de 6,5 bilhões de massas solares. Cientistas do EHT também foram capazes de determinar o sentido de rotação (rotação) do buraco negro. Essa luz vem da matéria quente girando em torno do buraco negro. A luz é desviada pelo imenso campo gravitacional do buraco negro, fazendo com que pareça um anel para um observador distante. No entanto, o que o EHT não conseguiu discernir é uma série de fragmentos dentro desse anel que devem fornecer informações importantes sobre o buraco negro. Um vislumbre da complexidade “Com a imagem atual do EHT, captamos apenas um vislumbre de toda a complexidade que deve surgir na imagem de qualquer buraco negro”, diz Michael Johnson, da Universidade de Harvard, envolvido nas últimas pesquisas. Cada uma dessas subposições corresponde a um conjunto específico de trajetórias tomadas pela luz desviada. A maior parte da luz no anel é o resultado de pequenas deflexões, que criam uma sub-estrutura difusa semelhante a um halo que é denotada n=0. A luz também pode seguir um caminho parábola, fazendo uma meia órbita do buraco negro antes de escapar. Essa luz é focada em um anel mais fino dentro do halo denotado n=1 porque a luz fez meia órbita do buraco negro. Alguma luz completará uma órbita do buraco negro antes de escapar para criar até a subestrutura mais fina n=2. De fato, uma série de anéis cada vez mais finos é criada pela luz que completa um número cada vez maior de meias-órbitas do buraco negro. À medida que o número de semi-órbitas aumenta, as sub-partes também diminuem de diâmetro e se tornam menos brilhantes. Matrizes muito, muito grandes Agora, Johnson e colegas calcularam a estrutura dessas subcategorias e concluíram que deveria ser possível observá-las usando telescópios separados por distâncias muito grandes. O EHT é uma rede de radiotelescópios que abrange um hemisfério da Terra. Usando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa, o EHT é efetivamente uma antena parabólica do tamanho da Terra, o que lhe confere uma resolução angular extremamente alta. Neste último trabalho, os pesquisadores calcularam que mesmo esse enorme telescópio não é bom o suficiente para discriminar entre os primeiros fragmentos. Uma maneira de detectar a subcategoria n=1, eles dizem, poderia ser o uso de um conjunto de telescópios terrestres sensíveis a sinais de comprimento de onda menor que o EHT. Outra possibilidade seria lançar radiotelescópios em órbita baixa da Terra. Detectar o anel n=2 exigiria um telescópio na Lua e ver n=3 exigiria um telescópio no ponto Lagrangiano L2 além da Lua. A equipe diz que uma possibilidade seria usar a missão russa Millimetron, que deve ser lançada para L2 em 2029. A pesquisa está descrita em Science Advances.
Buracos negros podem ser vistos colocando um telescópio na Lua
