Cientistas dizem que algo está errado neste icônico buraco negro Imagem: WebCuriosos

Lembra daquela incrível ‘primeira imagem’ do buraco negro Sagitário A* (Sgr A) no coração da Via Láctea? Bem, pode não ser totalmente preciso, de acordo com pesquisadores do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ).

Em vez disso, o disco de acreção em torno de Sgr A* pode ser mais alongado, em vez da forma circular que vimos pela primeira vez em 2022.

Os cientistas do NAOJ aplicaram diferentes métodos de análise aos dados do Sgr A* obtidos pela primeira vez pela equipe do Event Horizon Telescope (EHT). Os dados do EHT vieram de uma rede de oito radiotelescópios terrestres. A análise original mostrou uma estrutura em anel brilhante circundando uma região central escura.

A reanálise que resulta numa forma diferente implica algo sobre os movimentos e a distribuição da matéria no disco.

Para ser justo com ambas as equipes, os dados de interferometria de rádio são notoriamente complexos de analisar. Segundo o astrônomo do NAOJ, Miyoshi Mikato, a aparência arredondada pode ser devida à forma como a imagem foi construída.

“Nossa hipótese é que a imagem do anel resultou de erros durante a análise de imagens do EHT e que parte dela era um artefato, e não a estrutura astronômica real”, sugeriu Miyoshi.

Explicando a aparência do buraco negro

Então, como é o Sgr A* na reanálise do NAOJ?

“Nossa imagem é ligeiramente alongada na direção leste-oeste, e a metade oriental é mais brilhante que a metade ocidental”, disse Miyoshi.

“Pensamos que esta aparência significa que o disco de acreção que rodeia o buraco negro está a rodar a cerca de 60% da velocidade da luz.”

O disco de acreção está cheio de material superaquecido que “circula pelo ralo”, por assim dizer, afunilando-se para o buraco negro de 4 milhões de massa solar. À medida que percorre o disco de acreção, o atrito e a ação dos campos magnéticos aquecem o material. Isso faz com que brilhe, principalmente em raios X e luz visível, além de emitir emissões de rádio.

Vários factores também influenciam a forma do disco de acreção, incluindo a rotação do próprio buraco negro. Além disso, a taxa de acréscimo (ou seja, a quantidade de material que cai no disco), bem como o momento angular do material, afetam a forma.

A atração gravitacional do buraco negro também distorce a nossa visão do disco de acreção. Esse tipo de distorção de 'espelho de casa de diversões' torna incrivelmente difícil a imagem. Acontece que qualquer visualização da forma real do disco – a visualização circular EHT original ou a visualização alongada NAOJ – pode ser precisa.

Então, por que existem diferentes visões do buraco negro?

Como as equipes chegaram a duas visões ligeiramente diferentes do Sgr A* usando os mesmos dados?

“Nenhum telescópio pode capturar uma imagem astronômica perfeitamente”, destacou Miyoshi. Para as observações do EHT, verifica-se que os dados interferométricos dos telescópios amplamente interligados podem apresentar lacunas. Durante a análise dos dados, os cientistas precisam usar técnicas especiais para construir uma imagem completa. Foi isso que a equipe do EHT fez, resultando na imagem do “buraco negro redondo”.

A equipe de Miyoshi publicou um artigo descrevendo seus resultados. Nele, eles propõem que a estrutura do anel na imagem de 2022 divulgada pelo EHT é um artefato causado pela função irregular de propagação de pontos (PSF) dos dados do EHT.

O PSF descreve como um sistema de imagem lida com uma fonte pontual na região que está observando. Ajuda a medir a quantidade de desfoque que ocorre devido a imperfeições na óptica (ou, neste caso, às lacunas nos dados interferométricos). Por outras palavras, teve problemas em “preencher” as lacunas.

A equipe do NAOJ reanalisou os dados e usou um método de mapeamento diferente para preencher as lacunas nos dados. Isso resultou em um formato alongado para o disco de acreção Sgr A*.

Metade do disco é mais brilhante e eles sugerem que isso se deve a um aumento Doppler à medida que o disco gira rapidamente. Eles sugerem que os dados recém-analisados ​​e a imagem alongada mostram uma porção do disco que fica a alguns raios de Schwarzschild de distância do buraco negro, girando extremamente rápido e vista de um ângulo de 40°-45°.

O que vem a seguir?

Esta reanálise deve ajudar a contribuir para uma melhor compreensão da aparência real do disco de acreção Sgr A*. O estudo EHT de Sgr A* que resultou na divulgação da imagem de 2022 foi a primeira tentativa detalhada de mapear a região em torno do buraco negro.

O Consórcio EHT está trabalhando em melhorias para produzir imagens de interferometria melhores e mais detalhadas deste e de outros buracos negros. Eventualmente, isso deve resultar em visualizações mais precisas.

Estudos de acompanhamento deverão ajudar a preencher quaisquer lacunas nas observações do disco de acreção. Além disso, estudos detalhados do ambiente próximo em torno do buraco negro deverão fornecer mais pistas sobre o buraco negro escondido dentro do disco.

Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o artigo original.