O primeiro buraco negro no espaço brilha

Artigo originalmente publicado por Vice Estados Unidos.

Em abril de 2019, os cientistas revelaram uma imagem incrível que usou as dimensões de todo o nosso planeta como um telescópio maciço para olhar profundamente no espaço. O sujeito foi M87 *, o primeiro buraco negro sendo fotografado diretamente, que ocupa o centro de uma galáxia localizada 55 milhões de anos -luz.

A imagem surrealista, tirada pelo telescópio do evento Horizon (EHT), foi um grande avanço científico que despertou um interesse público entusiasmado. Agora, os cientistas mostraram que esse buraco negro pisca no espaço e brilha ao longo do tempo. Essa dinâmica pode levar a novos conhecimentos sobre esse buraco negro em particular, bem como à evolução de estruturas cósmicas maciças em geral.

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Para mostrar como o M87 * muda com o tempo, uma equipe internacional liderada por Maciek Wielgus, detentora de bolsas de pós -doutorado da Iniciativa Black Holy da Universidade de Harvard, reconstruiu o comportamento do buraco negro usando apostas de rádio entre 2009 e 2017, de acordo com um estudo publicado Quarta -feira no Astrophysical Journal.

“Queremos entender a física fundamental nas condições extremas em torno de um buraco negro e aprender a interagir com o assunto em seu ambiente”, disse Wielgus em um email. “Estudar a dinâmica da aparência de um buraco negro é uma maneira de investigar esse ambiente fascinante”.

Com uma massa equivalente a cerca de 6.500 milhões de solas, o M87 * é um enorme gigante que está no núcleo do Galaxy Messier 87 Supergigent, onde se alimenta de estrelas, gás ou qualquer outra pergunta que se aproxime demais.

A sombra da imagem EHT revela a borda do buraco negro, conhecido como o evento do evento, além da qual a luz ou a matéria não pode retornar. A estrutura laranja brilhante é o disco iluminado de material superaquecido que cai no buraco negro, em um processo chamado acréscimo. Esse anel parece ser mais brilhante no fundo, porque o material se volta para a direção da terra, o que aumenta o brilho devido ao efeito Doppler.

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A famosa foto do buraco negro foi composta por algumas noites de observações em 2017, quando o EHT veio cobrir oito telescópios no mundo. Wielgus e sua equipe confirmaram que havia indicações de estruturas de objetos básicos nas observações anteriores do EHT de 2009, 2011, 2012 e 2013. Embora esses dados não tenham sido suficientemente detalhados para gerar imagens, a equipe foi capaz de criar modelos geométricos e fazer imagens simuladas de o buraco negro durante esses anos.

Inicialmente, esses dados antigos foram negligenciados porque a equipe de EHT estava muito concentrada em medições de alta qualidade que deram à luz a imagem de 2019 do M87 *. Quando Wielgus e seus colegas prestam atenção aos dados, eles perceberam que poderiam adaptar os dados mais antigos aos detalhes complexos da imagem final para criar uma história visual aproximada do buraco negro.

“Foi surpreendente ver como nossas condições deveriam olhar para os dados antigos quando os analisamos com as poderosas ferramentas estatísticas que temos hoje”, disse Wielgus. “Então, este trabalho passou de uma simples verificação de consistência para um projeto que estuda como exatamente esses dados antigos nos dirão sobre o M87 * e sua variabilidade, se os analisarmos juntos”.

Gráfico que mostra as simulações do buraco negro, em comparação com o desenvolvimento do EHT, ao longo do tempo. Imagem: M. Wielgus, D. Pesce e a colaboração EHT

O período resultante demonstra que a posição e o brilho do objeto são influenciados pela extrema turbulência do disco de acréscimo, causado por forças gravitacionais próximas ao horizonte do evento.

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É incrível ver a dança turbulenta e brilhante do buraco negro ao longo do tempo, mas também é uma janela útil com a dinâmica oculta desses gigantes cósmicos. A região próxima a um horizonte de eventos é uma das áreas mais estranhas do universo e um banco de testes ideal para a física fundamental, como a teoria geral da relatividade de Einstein.

“A vizinhança imediata de um buraco negro são ambientes extremos, onde campos magnéticos, hidrodinâmica, relatividade e física das partículas se ligam em um sistema físico complicado e procurado”, disse Wielgus. “As energias envolvidas são enormes, um rolo de gás a velocidades que se aproximam da velocidade da luz e aquecem bilhões de graus. É, portanto, um laboratório fascinante, que nunca poderíamos recriar aqui na Terra, para entender a física fundamental. »»

Até esse momento, Wielgus e seus colegas descobriram que as variações no período “coincidem em grande parte com as previsões” da relatividade geral, de acordo com o estudo. Observações futuras podem esclarecer essas questões fundamentais sobre o nosso universo, sem esquecer que elas nos darão uma desculpa para considerar a evolução aterrorizante, bonita e sobrenatural dos buracos negros.

fonte: https://www.vice.com/es/article/ep4eae/el-primer-agujero-negro-visto-por-la-humanidad-brilla-en-el-espacio