Um anel nítido de luz criado por fótons correndo ao redor de um buraco negro supermassivo foi descoberto por pesquisadores que trabalham no Event Horizon Telescope (EHT). A observação confirma uma previsão da teoria geral da relatividade de Einstein e lança mais luz sobre a massa do buraco negro e o poderoso jato de material que emana do objeto supermassivo.
O EHT é um conjunto global de radiotelescópios que, quando combinados, têm uma abertura ampla o suficiente para resolver os arredores imediatos de buracos negros supermassivos. Em 2019, os cientistas do EHT produziram o primeira imagem de sempre do disco brilhante de gás e “sombra” em torno do buraco negro supermassivo M87*. Este objeto está no coração da galáxia Messier 87 e acredita-se que seja cerca de 7 bilhões de vezes mais massivo que o Sol. O EHT foi então apontado para o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea e um imagem do disco e sombra desse objeto foi lançado no início deste ano.
Agora, pesquisadores do EHT liderados por Avery Broderick do Perimeter Institute for Theoretical Physics do Canadá e da Universidade de Waterloo revisitaram suas observações de M87* em busca de um anel nítido de luz criado por fótons que fazem uma meia órbita ao redor da parte de trás do buraco negro antes de viajar para a Terra. Este anel é previsto por simulações magnetohidrodinâmicas relativísticas gerais da região ao redor de M87*, mas não pode ser visto por causa do disco brilhante de luz difusa criado por fótons que viajam diretamente para a Terra.
Vendo os vaga-lumes
“Desligamos o holofote para ver os vaga-lumes”, diz Broderick, acrescentando: “Conseguimos fazer algo profundo – resolver uma assinatura fundamental da gravidade em torno de um buraco negro”. A equipe fez isso usando um novo algoritmo de imagem que eles adicionaram ao TEMIS – uma estrutura de análise que ajuda os pesquisadores a entender as observações do EHT.
Membro da equipe Hung Yi Pu da Universidade Nacional Normal de Taiwan diz que o novo algoritmo permite a colaboração para “descascar” elementos de uma imagem EHT para que “o ambiente ao redor do buraco negro possa ser claramente revelado”.
Construindo um telescópio do tamanho de um planeta
Além de observar o anel de fótons, a equipe encontrou evidências de um poderoso jato rotativo de material sendo ejetado da região do buraco negro. A última observação confirma a previsão teórica de que a rotação do buraco negro cria um poderoso fluxo de material. Esta última análise combinada com observações anteriores também permitiu que a equipe fornecesse o melhor valor até agora para a massa de M87*, estimando-a em 7.13 ± 0.39 bilhões de massas solares.
A teoria prevê que mais anéis devem existir em torno de M87*, cada um correspondendo a fótons fazendo diferentes órbitas ao redor do buraco negro. A equipe acredita que deve ser capaz de refinar sua análise para ver pelo menos mais um desses anéis.
A pesquisa é descrita em The Astrophysical Journal.
