Você sabia que existe um buraco negro gigantesco bem no meio da Via Láctea, a galáxia onde fica o nosso Sistema Solar? Ele se chama Sagitário A* e tem cerca de quatro milhões de vezes a massa do Sol. Isso significa que ele é capaz de atrair tudo o que está ao seu redor, desde estrelas até a luz.

Mas como podemos saber que ele existe, se ele é invisível? Graças a um trabalho incrível de centenas de cientistas, que usaram uma rede de telescópios espalhados pelo mundo para captar a primeira imagem desse monstro cósmico. Neste artigo, vamos explicar como eles conseguiram essa façanha e o que ela significa para a nossa compreensão do universo.

Como fotografar um buraco negro?

Um buraco negro é um objeto tão denso e poderoso que nem mesmo a luz consegue escapar da sua força gravitacional. Por isso, ele não emite nem reflete luz, sendo impossível de ser visto diretamente. Então, como os cientistas conseguiram tirar uma foto dele?

A resposta é que eles não fotografaram o buraco negro em si, mas sim o que está ao seu redor. Perto do buraco negro, há uma grande quantidade de gás e poeira que são acelerados e aquecidos pela sua gravidade. Essa matéria brilha em diferentes comprimentos de onda, como o infravermelho e o rádio, que podem ser detectados pelos telescópios.

Além disso, o buraco negro distorce o espaço e o tempo ao seu redor, criando um efeito chamado de lente gravitacional. Isso faz com que a luz que passa perto dele seja curvada, formando um anel luminoso ao redor da sua borda. Essa borda é chamada de horizonte de eventos, e é o ponto sem volta para qualquer coisa que caia no buraco negro.

Para captar essa imagem, os cientistas usaram uma técnica chamada de interferometria de longa linha de base, que consiste em combinar os sinais de vários telescópios para criar um único instrumento virtual do tamanho da Terra. Isso permite obter uma resolução muito maior do que seria possível com um único telescópio.

O projeto que realizou essa façanha se chama Event Horizon Telescope (EHT), e é formado por 11 observatórios em oito locais diferentes do planeta, desde o Havaí até a Antártica. Os dados coletados por esses telescópios foram sincronizados e processados por supercomputadores, gerando a imagem histórica do buraco negro.

O que a imagem revela sobre o buraco negro?

A imagem do Sagitário A* foi divulgada em maio de 2022, e é a segunda do tipo a ser obtida pelo EHT. A primeira foi do buraco negro gigante que está no centro de outra galáxia, chamada de Messier 87, ou M87, que tem 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol.

A imagem do Sagitário A* é especial porque se trata do nosso buraco negro supermassivo, que está a cerca de 26 mil anos-luz de distância da Terra. Ele tem cerca de 35 milhões de quilômetros de diâmetro, o que equivale a 17 vezes o tamanho do Sol.

A imagem mostra um anel laranja brilhante, que corresponde ao gás superaquecido que orbita o buraco negro. O anel tem um diâmetro de cerca de 60 milhões de quilômetros, o que é aproximadamente o tamanho da órbita de Mercúrio em torno do Sol.

O anel não é perfeitamente simétrico, porque o buraco negro está girando e arrastando o espaço e o tempo ao seu redor. Além disso, o anel é mais brilhante na parte inferior, porque o gás está se movendo em nossa direção, aumentando o seu brilho devido ao efeito Doppler.

A região escura no centro do anel é a sombra do buraco negro, que é maior do que o seu horizonte de eventos. Essa sombra é uma prova da existência do buraco negro, e também um teste para a teoria da relatividade geral de Einstein, que prevê como a gravidade afeta o espaço e o tempo.

Os cientistas ficaram surpresos ao ver como o tamanho do anel está de acordo com as previsões da teoria de Einstein, que foi formulada há mais de um século. Isso mostra que a teoria ainda é válida para descrever os fenômenos mais extremos do universo.

Por que estudar os buracos negros?

Os buracos negros são objetos fascinantes e misteriosos, que desafiam a nossa intuição e o nosso conhecimento. Eles são fontes de muitas perguntas, como: o que acontece dentro deles? O que acontece com a matéria e a informação que eles engolem? Eles podem ser portais para outros universos?

Estudar os buracos negros pode nos ajudar a entender melhor a origem, a estrutura e o destino do nosso universo. Eles também podem nos revelar novas leis da física, que podem unificar a relatividade geral com a mecânica quântica, as duas grandes teorias que explicam o mundo em escalas diferentes.

Além disso, os buracos negros são importantes para a evolução das galáxias, pois eles influenciam a formação e a destruição de estrelas e planetas. Eles também podem ser fontes de energia, pois eles emitem radiação e ondas gravitacionais, que são ondulações no espaço e no tempo causadas por eventos violentos no cosmos.

Os buracos negros são, portanto, objetos de grande interesse científico e cultural, que despertam a nossa curiosidade e a nossa imaginação. Graças ao trabalho do EHT, podemos ver pela primeira vez como eles são, e nos maravilhar com a beleza e a complexidade do universo.