Solução para um mistério cósmico

Novas evidências sugerem que, há bilhões de anos, uma estrela pode ter passado muito perto do nosso Sistema Solar.

© F. Jülich (simulação dos efeitos da passagem de outra estrela pelo Sistema Solar)

Como resultado, milhares de corpos celestes menores no Sistema Solar exterior, para lá da órbita de Netuno, foram desviados para trajetórias altamente inclinadas em torno do Sol. É possível que alguns deles tenham sido capturados pelos planetas Júpiter e Saturno como luas. 

Estas conclusões são de uma equipe de astrofísicos do Forschungszentrum Jülich, Alemanha, e da Universidade de Leiden, Países Baixos. Quando pensamos no nosso Sistema Solar, normalmente assumimos que este termina no planeta mais exterior conhecido, Netuno. No entanto, sabe-se que vários milhares de corpos celestes se movem para além da órbita de Netuno. 

Suspeita-se mesmo que existam dezenas de milhares de objetos com um diâmetro superior a 100 quilômetros. Surpreendentemente, muitos destes objetos chamados transnetunianos movem-se em órbitas excêntricas, inclinadas em relação ao plano orbital comum dos planetas do Sistema Solar.

Poderá outra estrela ter causado as estranhas órbitas dos objetos transnetunianos? Os astrofísicos descobriram que uma passagem próxima de outra estrela pode explicar as órbitas inclinadas e excêntricas dos corpos celestes transnetunianos conhecidos. Mesmo as órbitas de objetos muito distantes podem ser deduzidas, como a do planeta anão Sedna, nos confins do Sistema Solar, que foi descoberto em 2003. E também objetos que se movem em órbitas quase perpendiculares às órbitas planetárias. 

Este voo rasante pode até explicar as órbitas de 2008 KV42 e 2011 KT19, os dois corpos celestes que se movem na direção oposta à dos planetas. A melhor correspondência para o atual Sistema Solar exterior que foram encontrados com as simulações é uma estrela ligeiramente mais leve do que o nosso Sol, cerca de 0,8 massas solares. Esta estrela passou pelo nosso Sol a uma distância de cerca de 16,5 bilhões de quilômetros. Corresponde a cerca de 110 vezes a distância entre a Terra e o Sol e um pouco menos de quatro vezes a distância ao planeta mais exterior, Netuno.

© NASA / JPL (lua Febe de Saturno)

A lua Febe, de Saturno, é um excelente exemplo das propriedades incomuns das luas irregulares. Como muitas outras, orbita Saturno na direção oposta.

No entanto, a descoberta mais surpreendente dos cientistas foi a de que a passagem de uma estrela, há bilhões de anos, poderia também fornecer uma explicação natural para fenômenos mais próximos de nós. Nas simulações, alguns objetos transnetunianos foram lançados para o nosso Sistema Solar, para a região dos planetas gigantes exteriores Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Alguns destes objetos podem ter sido capturados pelos planetas gigantes como luas. Isto explicaria porque é que os planetas exteriores do nosso Sistema Solar têm dois tipos diferentes de luas. 

Em contraste com as luas regulares, que orbitam perto do planeta em órbitas circulares, as luas irregulares orbitam o planeta a uma distância maior em órbitas inclinadas e alongadas. Até agora, não havia explicação para este fenômeno.

Dois estudos foram publicados nas revistas Nature Astronomy e The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Forschungszentrum Jülich

A formação de super-Terras é limitada em estrelas pobres em metais

Astrônomos apresentaram, num novo estudo, novas evidências dos limites da formação planetária, descobrindo que, a partir de um certo ponto, os planetas maiores do que a Terra têm dificuldade em formar-se perto de estrelas de baixa metalicidade.

© Getty Images (ilustração de exoplaneta em torno de estrela)

Usando o Sol como referência, foi possível medir quando uma estrela se formou determinando a sua metalicidade, ou o nível de elementos pesados presentes no seu interior. As estrelas ou nebulosas ricas em metais formaram-se há relativamente pouco tempo, enquanto os objetos pobres em metais estiveram provavelmente presentes durante o início do Universo. 

Estudos anteriores encontraram uma ligação fraca entre as taxas de metalicidade e a formação de planetas, observando que à medida que a metalicidade de uma estrela diminui, também diminui a formação planetária para certas populações de planetas, como sub-Saturnos ou sub-Netunos. 

No entanto, este trabalho é o primeiro a observar que, de acordo com as teorias atuais, a formação de super-Terras perto de estrelas pobres em metais se torna significativamente mais difícil, sugerindo um limite estrito para as condições necessárias para a sua formação.

Outros estudos postulavam que a formação planetária na Via Láctea deveria começar quando as estrelas se situam entre -2,5 e -0,5 de metalicidade (valores em comparação com o Sol - valores negativos implicam que as estrelas são mais pobres em metais do que a nossa estrela natal), mas até agora essa teoria não tinha sido provada. 

Para testar esta previsão, a equipe desenvolveu e depois pesquisou um catálogo de 10.000 das estrelas mais pobres em metais observadas pela missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA. Se correta, a extrapolação das tendências conhecidas para procurar planetas pequenos e de curto período em torno de uma região de 85.000 estrelas pobres em metais teria levado a descobrir cerca de 68 super-Terras.

Surpreendentemente, os pesquisadores deste trabalho não detectaram nenhuma. Num período de tempo durante o qual a metalicidade era demasiado baixa para a formação de planetas, estende-se até cerca de metade da idade do Universo, o que significa que as super-Terras não se formaram no início da sua história.

Além disso, como a maioria das estrelas formadas antes dessa era têm metalicidades baixas e teriam de esperar que a Via Láctea fosse enriquecida por gerações de estrelas moribundas para criar as condições adequadas para a formação planetária, os resultados propõem com sucesso um limite superior para o número e distribuição de pequenos planetas na nossa Galáxia.

O que também é surpreendente são as implicações do estudo para aqueles que procuram vida para lá da Terra, uma vez que uma compreensão mais precisa das complexidades da formação planetária pode fornecer aos cientistas conhecimentos pormenorizados sobre os locais do Universo onde a vida poderá ter florescido. 

Estas pesquisas podem incluir determinar se estes exoplanetas contêm água, o tamanho do seu núcleo e se desenvolveram um forte campo magnético, todas condições conducentes à formação de vida. Para aplicar o seu trabalho a outros processos de formação planetária, a equipe terá provavelmente de estudar diferentes tipos de super-Terras durante períodos mais longos do que os atuais. Felizmente, observações futuras poderão ser conseguidas com a ajuda de próximos projetos como o telescópio espacial Nancy Grace Roman da NASA e a missão PLATO da ESA, que irão alargar a procura de planetas terrestres em zonas habitáveis como a nossa.

O estudo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Ohio State University

Eclipse parcial da Lua poderá ser visto hoje

Um eclipse parcial da Lua acontece nesta terça-feira (17) e poderá ser visualizado por espectadores de todo o país.

© ON (eclipse parcial da Lua)

O fenômeno, que também será visível na América do Norte (exceto no Alasca), na Europa, em grande parte da África, da Ásia Ocidental e partes da Antártida, acontece quando o satélite natural e o Sol estão em lados opostos da Terra. 

Um eclipse parcial da Lua ocorre quando apenas uma parte da Lua passa pela sombra escura da Terra, ficando parcialmente escura à noite. Esta sombra é caracterizada pela umbra e penumbra. A umbra é a sombra escura que não recebe nenhuma luminosidade do Sol. Já a penumbra é a sombra clara que ainda recebe luminosidade do Sol. Quando a Lua entra na penumbra, temos o eclipse lunar penumbral e quando ela vai entrando na umbra temos o parcial. Já o total acontece quando ela está totalmente mergulhada na umbra.

No caso desta noite, por exemplo, apenas 3,5% (em média) da sua área de disco será encoberta, parecendo apenas uma sutil "mordida" da superfície lunar. Como todo eclipse da Lua acontece na Lua Cheia e como ela fica a noite inteira no céu (ela nasce quando o Sol se põe e se põe quando o Sol nasce), então a condição é que seja noite no local que você está no horário do eclipse. No ápice do eclipse a Lua estará bem alta, propiciando a visualização do eclipse, desde que não haja nuvens na frente da Lua.

O eclipse parcial da Lua desta será visto em todo o Brasil. No horário de Brasília teremos:

• Início do eclipse penumbral às 21:41:07 (não visível a olho nu)
• Início do eclipse parcial às 23:12:58 
• Máximo do eclipse parcial às 23:44:18 
• Fim do eclipse parcial já no dia 18 às 00:15:38 
• Fim do eclipse penumbral no dia 18 às 01:47:27 (não visível a olho nu)

É interessante notar que eclipses da Lua e eclipses do Sol acontecem em sequência. Isto se deve ao fato do plano de órbita da Lua ser inclinado em relação ao plano de órbita da Terra, de aproximadamente 5 graus. Em sequência ao eclipse da Lua, haverá o eclipse anular do Sol em 2 de outubro.

Como o céu poderá estar nublado ou prejudicado pela fumaça das queimadas em algumas localidades do Brasil, é possível que a visibilidade a olho nu seja desfavorecida. Neste caso, o fenômeno poderá ser acompanhado em tempo real pela internet. Às 21h30 o Observatório Nacional (ON) realizará uma transmissão ao vivo do eclipse parcial. Acesse: ON

Fonte: Observatório Nacional

Observadas bolhas na superfície de uma estrela

Pela primeira vez, os astrônomos captaram imagens de uma estrela, sem ser o Sol, com detalhe suficiente para seguir o movimento do gás borbulhante à sua superfície.

© ESO (vídeo detalhado da superfície de estrela)

As imagens da estrela R Doradus foram obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), em Julho e Agosto de 2023. Estas imagens mostram bolhas gigantes de gás quente, 75 vezes maiores do que o Sol, que aparecem à superfície e se afundam no interior da estrela mais depressa do que o esperado.

As estrelas produzem energia nos seus núcleos através da fusão nuclear. Esta energia pode ser transportada para a superfície da estrela por enormes bolhas de gás quente, que seguidamente arrefecem e se afundam, um pouco como uma lâmpada de lava. Este movimento de mistura, conhecido por convecção, distribui os elementos pesados formados no núcleo, como o carbono e o nitrogênio, por toda a estrela. Pensa-se também que este fenômeno seja o responsável pelos ventos estelares que transportam estes elementos para o cosmos, onde são reutilizados para formar novas estrelas e planetas. 

Até agora, os movimentos de convecção nunca tinham sido observados em pormenor em outras estrelas que não o Sol. Utilizando o ALMA, a equipe conseguiu obter imagens de alta resolução da superfície de R Doradus ao longo de um mês. 

R Doradus é uma estrela gigante vermelha, com um diâmetro cerca de 350 vezes superior ao do Sol, localizada a cerca de 180 anos-luz de distância da Terra, na constelação do Espadarte. O seu grande tamanho e a proximidade à Terra fazem dela um alvo ideal para observações detalhadas. Além disso, a sua massa é semelhante à do Sol, o que significa que R Doradus apresenta-se provavelmente muito semelhante a como será o nosso Sol daqui a cinco bilhões de anos, quando se transformar numa gigante vermelha.

Com o ALMA, foi possível ver diretamente grânulos convectivos com um tamanho 75 vezes superior ao do nosso Sol, e também medir, pela primeira vez, a velocidade a que se movem. Os grânulos de R Doradus parecem mover-se num circuito com uma duração de um mês, o que corresponde a uma velocidade maior do que aquela que os cientistas esperavam baseados na maneira como a convecção funciona no nosso Sol.

Observações como as que agora foram feitas de R Doradus estão ajudando a compreender melhor como é que estrelas como o Sol se comportam, mesmo quando se transformam em objetos tão frios, grandes e borbulhantes como é o caso de R Doradus.

Um artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: ESO

Os detritos do impacto no asteroide Dimorphos podem chegar à Terra

Em 2022, a nave espacial DART da NASA fez história e mudou o Sistema Solar para sempre, ao colidir com o asteroide Dimorphos e ao deslocar de forma significativa a sua órbita em torno do maior asteroide Didymos.

© ESA (ilustração da pluma criada pelo impacto no asteroide Dimorphos)

No processo, uma nuvem de detritos foi projetada para o espaço. A mais recente modelação mostra como pequenos meteoroides provenientes destes detritos podem, eventualmente, atingir Marte e a Terra, potencialmente de uma forma observável bastante segura.

No dia 26 de setembro de 2022, a nave espacial DART (Double Asteroid Redirect Test) da NASA, com cerca de meia tonelada, embateu no asteroide Dimorphos, com 151 m de diâmetro, a uma velocidade aproximada de 6,1 km/s, encurtando a sua órbita em torno de Didymos em mais de meia hora, durante a primeira parte de uma colaboração internacional de defesa planetária. 

A nave espacial Hera da ESA será lançada no próximo mês de outubro para alcançar Dimorphos e efetuar uma "investigação da cena do acidente", recolhendo dados sobre a massa, a estrutura e a composição do asteroide, para tornar este método de impacto cinético de defesa planetária numa técnica bem compreendida e repetível.

Uma simulação da ejeção de três milhões de partículas agrupadas em três populações de tamanhos: 10 cm, 0,5 cm e 30 μm, que se deslocam a velocidades de 1 a 1.000 m/s ou a uma velocidade superior de até 2 km/s. Os resultados indicam a possibilidade de material ejetado atingir o campo gravitacional de Marte daqui a 13 anos para velocidades de lançamento da ordem dos 450 m/s, enquanto que detritos mais rápidos lançados a 770 m/s podem atingir a sua vizinhança em apenas sete anos. As partículas que se deslocam a mais de 1,5 km/s podem chegar ao sistema Terra-Lua numa escala de tempo semelhante.

O fato de os meteoroides se dirigirem para a Terra ou para Marte depende da sua posição na pluma de impacto em forma de cone da DART; o material do lado norte tem mais probabilidades de se dirigir para Marte, enquanto o material do sudoeste tem mais probabilidades de chegar à Terra. O maior destes meteoroides teria apenas o tamanho de uma bola de tênis. É certo que se queimariam na atmosfera da Terra, embora possam conseguir atravessar a mais fina atmosfera marciana. Em todo o caso, parece que apenas as partículas menores poderão chegar à Terra, pois são as que foram lançadas a maior velocidade.

Não podemos ainda determinar se estas partículas serão suficientemente grandes para produzir meteoros observáveis, pelo que será essencial um monitoramento contínuo do céu noturno. Há mais de 1.000 fluxos de meteoroides conhecidos atravessando a órbita da Terra, ligados a famosas chuvas de meteoros anuais, como as recentes Perseidas e as Táuridas.

Os astrônomos tornaram-se hábeis em rastrear a origem dos meteoros até determinados fluxos de meteoroides ou corpos de cometas ou asteroides. Este estudo envolve o mesmo tipo de cálculo, mas em sentido inverso, para prever as características e os tempos prováveis dos meteoros ligados ao impacto da DART. 

A Hera foi recentemente transportada da Europa para Cabo Canaveral, nos EUA, para ser lançada a bordo de um Falcon 9 da SpaceX em outubro. Deverá chegar ao asteroide Dimorphos e iniciar a sua exploração no final de 2026.

Um artigo foi aceito para publicação no periódico The Planetary Science Journal.

Fonte: ESA

Galáxia distorcida formando um ponto de interrogação cósmico

Viajemos 7 bilhões de anos para o passado: o auge da formação estelar do Universo está começando a abrandar. Qual terá sido o aspecto da Via Láctea, neste momento?

© STScI (aglomerado de galáxias MACS-J0417.5-1154)

Os astrônomos que utilizam o telescópio espacial James Webb encontraram pistas sob a forma de um ponto de interrogação cósmico, resultado de um alinhamento raro ao longo de anos-luz de espaço.

São conhecidas apenas cerca de quatro ocorrências de configurações semelhantes de lentes gravitacionais no Universo observável, o que torna esta descoberta deslumbrante, uma vez que demonstra o poder do Webb e sugere que talvez agora encontremos mais destas.

Embora esta região tenha sido observada anteriormente com o telescópio espacial Hubble, a galáxia vermelha e poeirenta que forma o intrigante ponto de interrogação só foi visível com o Webb. Isto é devido aos comprimentos de onda da luz que o Hubble detecta ficarem retidos na poeira cósmica, enquanto que os comprimentos de onda mais longos da luz infravermelha conseguem passar e ser detectados pelos instrumentos do Webb. 

Os astrônomos utilizaram ambos os telescópios para observar o aglomerado de galáxias MACS-J0417.5-1154, que atua como uma lupa porque o aglomerado é tão massivo que deforma o tecido do espaço-tempo. No entanto, os mesmos efeitos gravitacionais que ampliam as galáxias também causam distorção, resultando em galáxias que aparecem espalhadas pelo céu em arcos e até aparecem várias vezes. A estas ilusões óticas no espaço chama-se lente gravitacional. 

A galáxia vermelha revelada pelo Webb, juntamente com uma galáxia espiral com a qual está interagindo e que foi anteriormente detectada pelo Hubble, estão sendo ampliadas e distorcidas de uma forma incomum, o que requer um alinhamento particular e raro entre as galáxias distantes, a lente e o observador, algo conhecido como lente gravitacional hiperbólica umbilical. Isto explica as cinco imagens do par de galáxias vistas na imagem do Webb, quatro das quais traçam o topo do ponto de interrogação. O ponto do ponto de interrogação é uma galáxia não relacionada. 

Os resultados mostram que a formação estelar é generalizada em ambas. Os dados espectrais também confirmaram que a galáxia poeirenta recém-descoberta está localizada à mesma distância que a galáxia espiral vista de face, e é provável que estejam começando a interagir. Ambas as galáxias mostram formação estelar ativa em várias regiões compactas, provavelmente resultado da colisão do gás que as constitui. 

As imagens e os espectros do Webb utilizados nesta investigação provêm do levantamento CANUCS (Canadian NIRISS Unbiased Cluster Survey).

O trabalho de pesquisa foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Space Telescope Science Institute

A matéria escura na formação de buracos negros no início do Universo

A formação dos buracos negros supermassivos, como o que se encontra no centro da nossa Galáxia, a Via Láctea, é muito demorada.

© EHT (imagem polarizada do buraco negro Sagitário A*)

Normalmente, o nascimento de um buraco negro requer que uma estrela gigante com a massa de pelo menos algumas vezes a do Sol esgote o seu combustível nuclear; um processo que pode demorar bilhões de anos, e que o seu núcleo colapse sobre si próprio.

Mesmo assim, o buraco negro resultante está muito longe do buraco negro com 4 milhões de massas solares, Sagitário A*, situado no centro da Via Láctea, ou dos buracos negros supermassivos com bilhões de massas solares encontrados em outras galáxias. Estes buracos negros gigantescos podem formar-se a partir de buracos negros menores, por acreção de gás e estrelas e por fusão com outros buracos negros, o que demora bilhões de anos. 

Por que razão, então, o telescópio espacial James Webb está descobrindo buracos negros supermassivos perto do início dos tempos, antes de se poderem formar? Os astrofísicos da UCLA (University of California Los Angeles) têm uma resposta tão misteriosa como os próprios buracos negros: a matéria escura impediu que o hidrogênio arrefecesse o tempo suficiente para que a gravidade o condensasse em nuvens suficientemente grandes e densas para se transformarem em buracos negros em vez de estrelas. 

Alguns astrofísicos têm postulado que uma grande nuvem de gás pode colapsar para formar diretamente um buraco negro supermassivo, contornando a longa história de combustão estelar, acreção e fusões. Mas há um senão: a gravidade vai, de fato, juntar uma grande nuvem de gás, mas não numa única nuvem. Em vez disso, junta seções de gás em pequenos halos que flutuam perto uns dos outros, mas não formam um buraco negro. A razão é que a nuvem de gás arrefece demasiado depressa. Enquanto o gás estiver quente, a sua pressão pode contrariar a gravidade. No entanto, se o gás arrefecer, a pressão diminui e a gravidade pode triunfar em muitas pequenas regiões, que colapsam em objetos densos antes da gravidade ter a oportunidade de puxar toda a nuvem para um único buraco negro.

A rapidez com que o gás arrefece tem muito a ver com a quantidade de hidrogênio molecular. Os átomos de hidrogênio ligados entre si numa molécula dissipam energia quando encontram um átomo de hidrogênio livre. As moléculas de hidrogênio tornam-se agentes de arrefecimento ao absorverem energia térmica e ao irradiá-la. As nuvens de hidrogênio no início do Universo tinham demasiado hidrogênio molecular e o gás arrefeceu rapidamente, formando pequenos halos em vez de grandes nuvens. 

Apenas uma ínfima parte da matéria do Universo é do tipo que compõe os nossos corpos, o nosso planeta, as estrelas e tudo o mais que podemos observar. A grande maioria da matéria, detectada pelos seus efeitos gravitacionais em objetos estelares e pela curvatura da luz de fontes distantes, é feita de algumas partículas novas. As formas e propriedades da matéria escura são, portanto, um mistério que continua por resolver. Embora não saibamos o que é a matéria escura, os teóricos de partículas há muito que especulam que pode conter partículas instáveis que podem decair em fótons, as partículas de luz. A inclusão desta matéria escura em simulações forneceu a radiação necessária para que o gás permanecesse numa grande nuvem enquanto colapsava num buraco negro.

A matéria escura pode ser feita de partículas que decaem lentamente, ou pode ser feita de mais do que uma espécie de partícula: algumas estáveis e outras que decaem em momentos precoces. Em qualquer dos casos, o produto do decaimento pode ser radiação sob a forma de fótons, que quebram o hidrogênio molecular e evitam que as nuvens de hidrogênio arrefeçam demasiado depressa. Mesmo um decaimento muito ligeiro da matéria escura produziu radiação suficiente para impedir o arrefecimento, formando grandes nuvens e, eventualmente, buracos negros supermassivos.

Um artigo foi publicado no periódico Physical Review Letters. 

Fonte: University of California

Escondendo um segredo brilhante

Olhando além de seus longos braços espirais cheios de estrelas e os fios escuros de poeira cruzando-o, seu olhar pode ser atraído pelo ponto brilhante no centro da UGC 3478, a galáxia espiral estrelando esta imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (UGC 3478)

Este ponto é o núcleo da galáxia, e de fato há algo especial sobre ele: é um buraco negro gigante em crescimento que é chamado de núcleo galáctico ativo (AGN). 

A UGC 3478, localizada na constelação de Camelopardalis, é conhecida como uma galáxia Seyfert. Este é um tipo de galáxia com um AGN em seu núcleo. Como todas essas "galáxias ativas", o brilho que você vê aqui esconde um buraco negro supermassivo no centro da galáxia. 

Um disco de gás espirala para dentro deste buraco negro, e conforme o material colide e aquece, ele emite radiação muito forte. O espectro desta radiação inclui emissão de raios X duros, que a distingue claramente das estrelas na galáxia. Apesar do forte brilho da região central compacta, ainda podemos ver claramente o disco da galáxia ao redor dela, o que é um fator definidor de uma galáxia Seyfert. 

Muitas galáxias ativas são conhecidas pelos astrônomos a grandes distâncias da Terra, graças ao grande brilho de seus núcleos, destacando-as ao lado de outras galáxias mais fracas. A 128 milhões de anos-luz da Terra, a UGC 3478 é uma vizinha de nós. 

Os dados usados para fazer esta imagem vêm de uma pesquisa do Hubble de AGNs poderosos próximos identificados por sua emissão de raios X de energia relativamente alta, que se espera que possa ajudar os astrônomos a entender como as galáxias interagem com os buracos negros supermassivos em seus centros.

Fonte: ESA

A maior resolução alguma vez alcançada a partir da superfície da Terra

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e de outras instalações, a Colaboração Event Horizon Telescope (EHT) executou observações de teste com a mais alta resolução alguma vez obtida a partir da superfície da Terra.

© ESO/M. Kornmesser (ilustração das detecções de maior resolução)

Já houve observações astronômicas com maior resolução da galáxia OJ 287, mas obtidas através da combinação de sinais captados por telescópios no solo com um telescópio no espaço. As novas observações publicadas hoje são as de mais alta resolução obtidas utilizando apenas telescópios terrestres. 

Isto foi possível porque se detectou a radiação emitida por galáxias distantes a uma frequência de cerca de 345 GHz, o equivalente a um comprimento de onda de 0,87 mm. A Colaboração EHT estima que, no futuro, será capaz de obter imagens de buracos negros 50% mais pormenorizadas do que o que era possível até agora, tornando mais nítida a região imediatamente a seguir aos limites dos buracos negros supermassivos mais próximos. Será também possível obter imagens de mais buracos negros dos que os observados até agora.

A Colaboração EHT divulgou imagens de M87*, o buraco negro supermassivo situado no centro da galáxia M87, em 2019, e de Sgr A*, o buraco negro que se encontra no coração da nossa Galáxia, a Via Láctea, em 2022. Estas imagens foram obtidas através da ligação de vários observatórios rádio em todo o planeta, utilizando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI), para criar um único telescópio virtual do “tamanho da Terra”. 

Para obter imagens de maior resolução, os astrônomos recorrem, normalmente, a telescópios maiores ou a uma maior separação entre os observatórios que fazem parte do interferômetro. No entanto, como o EHT já é do tamanho da Terra, foi necessário utilizar uma abordagem diferente para aumentar a resolução das observações. Outra forma de aumentar a resolução de um telescópio consiste em observar a radiação emitida pelos objetos astronômicos num comprimento de onda mais curto. Foi isso mesmo que a Colaboração EHT fez.

Com o EHT, foram obtidas as primeiras imagens de buracos negros a partir de observações realizadas no comprimento de onda de 1,3 mm, no entanto o anel brilhante visto, formado pela curvatura da luz devido à gravidade do buraco negro, ainda estava desfocado porque estava no limite absoluto da nitidez das imagens. A 0,87 mm, as imagens apresentam-se mais nítidas e detalhadas, o que, por sua vez, irá provavelmente revelar novas propriedades destes objetos, tanto as que foram previamente previstas como outras que provavelmente não o foram. 

Em vez de ser utilizado o conjunto completo do EHT, os pesquisadores empregaram dois subconjuntos menores, ambos incluindo o ALMA e o Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), situados no deserto do Atacama, no Chile. Outras infraestruturas utilizadas incluem o telescópio IRAM de 30 metros na Espanha, o NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) na França, o Ttlescópio da Groenlândia e o Submillimeter Array no Havaí. 

Nesta experiência piloto, a Colaboração EHT conseguiu obter observações com uma resolução de 19 microssegundos de arco, o que corresponde à resolução mais elevada alguma vez obtida a partir da superfície da Terra. No entanto, não foram criadas imagens já que, apesar de terem sido realizadas detecções robustas da radiação emitida por várias galáxias distantes, não foram utilizadas antenas suficientes para se poder reconstruir com precisão uma imagem a partir dos dados coletados. 

Este teste técnico abriu uma nova janela para o estudo dos buracos negros. Com o conjunto completo, o EHT poderá observar detalhes tão pequenos como 13 microssegundos de arco, o equivalente a ver uma moeda na Lua a partir da Terra. Isto significa que a 0,87 mm será possível obter imagens com uma resolução de cerca de 50% superior à das imagens de 1,3 mm de M87* e SgrA* anteriormente publicadas. Para além disso, será provavelmente possível observar buracos negros mais distantes, menores e mais tênues do que os dois que já foram observados até agora.

Esta é a primeira vez que a técnica VLBI foi utilizada com sucesso em 0,87 mm. Embora a capacidade de observar o céu noturno a 0,87 mm já existisse antes destas novas detecções, a utilização da técnica VLBI neste comprimento de onda sempre apresentou desafios que exigiram tempo e avanços tecnológicos para serem ultrapassados. Por exemplo, o vapor de água na atmosfera absorve muito mais as ondas eletromagnéticas a 0,87 mm do que a 1,3 mm, dificultando a tarefa dos radiotelescópios de coletar sinais de buracos negros no comprimento de onda mais curto. Combinando este fato com a turbulência atmosférica cada vez mais pronunciada e a acumulação de ruído em comprimentos de onda mais curtos, assim como a incapacidade de controlar as condições meteorológicas globais durante observações atmosféricas sensíveis, o progresso do VLBI para os comprimentos de onda mais curtos, especialmente aqueles que passam para o submilimétrico, tem sido lento. 

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: ESO