No centro da galáxia gigante Messier 87 esconde-se um buraco negro gigante.
© Colaboração EHT (animação da evolução do buraco negro da M87)
Animação que representa um ano de evolução de M87* de acordo com simulações numéricas. É mostrada a posição angular medida do lado brilhante do crescente, juntamente um anel com 42 microssegundos de arco. Para parte da animação, é vista a imagem obtida pelo Event Horizon Telescope (EHT).
A equipe do EHT analisou os dados de arquivo de 2009 a 2013, alguns dos quais ainda não publicados. Os pesquisadores descobriram que a sombra em forma de anel em torno do buraco negro está sempre presente, mas muda de orientação e distribuição de brilho, o anel parece estar cintilando. A participação do telescópio europeu APEX, no Chile, e do telescópio IRAM de 30 metros no Pico Veleta, Sierra Nevada, tiveram um papel importante nesta descoberta.
"Os resultados anunciados em abril de 2019 mostram uma imagem da sombra de um buraco negro, consistindo num anel brilhante formado por plasma quente girando em torno do buraco negro em M87, e uma parte central escura, onde esperamos que esteja o horizonte de eventos," lembra Maciek Wielgus, astrônomo da Universidade de Harvard.
No entanto, estes resultados foram baseados apenas em observações realizadas ao longo de uma janela de tempo de uma semana em abril de 2017, que é demasiado pequena para ver se o anel está evoluindo em escalas de tempo mais longas. Mesmo após uma análise cuidadosa dos dados, permaneceram algumas questões em aberto no que se refere a estacionariedade das características do anel ao longo do tempo. Por este motivo, foi considerada uma análise de dados arquivados anteriores.
As observações de 2009-2013 consistem de muito menos dados do que as realizadas em 2017, tornando difícil obter uma imagem de M87. Para os dados de arquivo disponíveis, a equipe do EHT usou modelagem estatística baseada em suposições geométricas para observar as mudanças na aparência do buraco negro em M87 (M87*) ao longo do tempo.
Expandindo a análise às observações de 2009-2017, os cientistas mostraram que M87* atende às expetativas teóricas. O diâmetro da sombra do buraco negro permaneceu consistente com a previsão da teoria da relatividade geral de Einstein para um buraco negro com 6,5 bilhões de massas solares. A morfologia de um anel assimétrico persiste em escalas de tempo de vários anos, de uma maneira consistente que fornece confiança adicional sobre a natureza de M87* e sobre a origem da sua sombra.
Mas embora o diâmetro do anel permaneça constante ao longo do tempo, foi descoberto que os dados escondiam uma surpresa. Thomas Krichbaum, astrônomo do Instituto Max Planck para Radioastronomia, afirma: "A análise de dados sugere que a orientação e a estrutura final do anel variam com o tempo. Isto dá a primeira impressão da estrutura dinâmica do fluxo de acreção, que rodeia o horizonte de eventos. O estudo desta região será crucial para um melhor entendimento de como os buracos negros acretam matéria e lançam jatos relativísticos."
O gás que cai num buraco negro aquece até bilhões de graus, ioniza-se e torna-se turbulento na presença de campos magnéticos. Dado que o fluxo de matéria é turbulento, o brilho do anel parece cintilar com o tempo, o que desafia alguns modelos teóricos de acreção.
Os pesquisadores estão analisando os dados de 2018, e a preparando novas observações em 2021, com a adição de novos locais como o Observatório NOEMA na França, o radiotelescópio mais poderoso do seu tipo no hemisfério norte, e também os telescópios da Gronelândia e o Kitt Peak no estado norte-americano do Arizona. Os recursos aprimorados de imagem, fornecidos por este grupo maior, fornecerão uma visão mais detalhada da sombra do buraco negro M87* e do jato mais interno da radiogaláxia M87.
Fonte: Max Planck Institute for Radio Astronomy
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