O primeiro buraco negro fotografado parece estar cintilando

No ano passado, ocorreu algo sem precedentes na história do planeta: fotografamos o primeiro buraco negro. Mas agora surgiram novas evidências que apontam que ele tem um brilho oscilante e parece estar cintilando.

M87: o primeiro buraco negro fotografado

Depois de muito trabalho duro, com a tecnologia de observação sendo levada ao limite, os cientistas conseguiram obter a primeira imagem de um buraco negro. Foi realmente algo histórico, possível apenas após  vários anos de esforço e planejamento. Mas nem todos sabem que a imagem final foi construída por dados de apenas uma semana de observações, em 2017.

O projeto Event Horizon Telescope (EHT) iniciou em 2006, com o objetivo de observar as imediações do buraco negro Sagitário A*, no centro da Via Láctea, e do buraco negro Messier 87, ou M87. Em 2009, o M87 já estava sendo observado utilizando protótipos, mas essas primeiras observações não coletaram dados suficientes para formar uma imagem. Somente em 2019 a primeira imagem pôde ser formada, a partir de observações de dois anos antes. O M87 foi então o primeiro buraco negro a ser fotografado na história.

Cientistas analisam a imagem

Ao observar a imagem, os pesquisadores esperavam um resultado, que era previsto pela relatividade geral. Seria um efeito que diz respeito à sombra do buraco negro – o círculo escuro no meio do anel, onde acredita-se estar o horizonte de eventos. Teoricamente, a sombra deveria ficar permanente ao longo do tempo, mantendo o mesmo diâmetro. E essa previsão realmente se concretizou, no entanto outro resultado inesperado surgiu.

Quando os cientistas analisaram a imagem do M87, eles perceberam que uma parte do anel está muito mais brilhante, deixando um aspecto “crescente”. De acordo com a ciência, o anel é feito de poeira e gás, que alimentam continuamente o buraco negro. O brilho desigual é também um efeito previsto pela relatividade geral, chamado efeito Doppler. O astrônomo Maciek Wielgus, do Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, deu algumas explicações sobre as expectativas dos cientistas.

“Com base nos resultados do ano passado, fizemos as seguintes perguntas: essa morfologia em forma de crescente é consistente com os dados de arquivo? Os dados de arquivo indicariam tamanho e orientação semelhantes?”, disse Maciek Wielgus.

Mas a parte inesperada aconteceu quando os astrônomos analisavam a mudança do anel ao longo do tempo. Eles descobriram que havia dados suficientes para fazer uma simulação, e mostrar que o brilho do anel variava.

Um resultado inesperado

Ao fazer a simulação, a equipe descobriu que essa região brilhante se move ao longo do tempo, parecendo oscilar ou cintilar. Os cientistas atribuíram então esse fenômeno à turbulência no fluxo da matéria, de acordo com Wielgus.

“Como o fluxo da matéria é turbulento, o crescente parece oscilar com o tempo. Na verdade (…) nem todos os modelos teóricos (…) permitem tanta oscilação. Isso significa, portanto, que podemos começar a descartar alguns modelos (…).”, disse Maciek Wielgus.

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Várias coisas podem causar essa turbulência observada. Ela pode ocorrer, por exemplo, devido a instabilidade magnética, rotacional ou a um desalinhamento no giro do buraco negro. Além disso, pode também estar relacionada a jatos relativísticos. Estes, por sua vez, são fluxos de plasma dentro do anel, acelerados ao redor do horizonte de eventos e lançados para o espaço a velocidades relativísticas.

Os dados de outro telescópio, com observações de 2018, estão atualmente em análise. Ainda mais observações, com dois telescópios, acontecerão no próximo ano.