Estudo revela que primeiro buraco negro fotografado tem "sombra móvel"

A Colaboração do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT), responsável pela primeira imagem histórica, usou também dados do recém-comissionado Telescópio da Groenlândia. Os resultados foram registrados online nesta quinta-feira (18) no periódico Astronomy & Astrophysics.

As novas imagens mostram um anel familiar do mesmo tamanho daquele observado em M87* em 2019. Esse anel brilhante envolve uma depressão central profunda: a sombra do buraco negro, segundo prevê a Teoria da Relatividade Geral de Einstein. Essa sombra, contudo, pode estar se movendo.

Acontece que o pico de brilho do anel mudou cerca de 30 graus em comparação às imagens de 2017. Isso condiz com o que se sabe sobre a variabilidade do material turbulento ao redor dos buracos negros.

"Um requisito fundamental da ciência é poder reproduzir resultados", diz Keiichi Asada, pesquisador associado do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica em Taiwan, em comunicado. "A confirmação do anel em um conjunto de dados completamente novo é um marco enorme para nossa colaboração e uma forte indicação de que estamos observando a sombra de um buraco negro e o material que orbita ao seu redor.

Apesar da localização mais brilhante ao redor do buraco negro ter mudado, o tamanho da sombra dele não mudou entre 2017 e 2018. "A maior mudança, de que o pico de brilho se moveu ao redor do anel, é na verdade algo que previmos quando publicamos os primeiros resultados em 2019", conta Britt Jeter, pesquisador associado do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica em Taiwan.

"Enquanto a relatividade geral diz que o tamanho do anel deve permanecer bastante fixo, a emissão do disco de acreção turbulento e confuso ao redor do buraco negro fará com que a parte mais brilhante do anel oscile ao redor de um centro comum", descreve Jeter. "A quantidade de oscilação que vemos ao longo do tempo é algo que podemos usar para testar nossas teorias sobre o campo magnético e o ambiente de plasma ao redor do buraco negro", acrescenta.

A colaboração EHT envolve mais de 300 investigadores da África, Ásia, Europa e Américas do Norte e do Sul. A equipe trabalha para captar imagens de buracos negros por meio da criação de um telescópio virtual do tamanho da Terra.

Apenas cinco meses após ficar pronto acima do Círculo Ártico, o Telescópio da Groenlândia juntou-se ao grupo EHT em 2018, melhorando a fidelidade das observações da equipe. Na ocasião, o Grande Telescópio Milimétrico, no México, também participou pela primeira vez com sua superfície completa de 50 metros.

"A inclusão do Telescópio da Groenlândia em nossa matriz preencheu lacunas críticas em nosso telescópio do tamanho da Terra", considera Rohan Dahale, doutorando no Instituto de Astrofísica de Andaluzia (IAA-CSIC), na Espanha.

A previsão é de que a massa e a distância do buraco negro não aumentarão rapidamente. Logo, a Relatividade Geral prevê que o diâmetro do anel deve permanecer o mesmo de ano para ano.

"Uma das propriedades notáveis de um buraco negro é que seu raio depende fortemente de apenas uma quantidade: sua massa", explica Nitika Yadlapalli Yurk, pesquisadora associada no Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, na Califórnia. "Já que M87* não está acumulando material (o que aumentaria sua massa) a uma taxa rápida, a relatividade geral nos diz que seu raio permanecerá bastante inalterado ao longo da história humana. É bastante emocionante ver que nossos dados confirmam essa previsão."