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O Telescópio Event Horizon Está Tentando Tirar a Primeira Foto de um Buraco Negro

Astrônomos orquestraram telescópios de rádio em todo o mundo em uma câmera virtual do tamanho da Terra para um novo e ousado experimento que tenta entregar a primeira imagem de um buraco negro. A colaboração do telescópio está pronta para fazer um grande anúncio de resultados nesta semana, e os membros também descreveram sua abordagem de pesquisa em uma palestra em março. Os buracos negros são deformações extremas no espaço-tempo que são tão fortes, que a sua gravidade massiva nem sequer permite que a luz escape quando chega perto o suficiente. A idéia dos astrônomos é fotografar a silhueta circular opaca de um buraco negro em um fundo claro. A borda da sombra é o horizonte de eventos, o ponto de não retorno de um buraco negro. Uma imagem vale mais que mil palavras, e uma fotografia de um buraco negro seria uma ferramenta importante para entender astrofísica, cosmologia e o papel dos buracos negros no universo.

 

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Um still de uma simulação de vídeo que mostra como uma sombra de buraco negro pode parecer. A animação foi apresentada em um pequeno filme sobre o projeto do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT), produzido por Peter Galison e Chyld King.

Se um astronauta colocasse uma laranja na superfície da lua, a fruta cítrica seria muito difícil de ser vista da Terra. Os buracos negros são igualmente difíceis de detectar, disse Sheperd Doeleman, diretor do projeto de um novo projeto ambicioso chamado Event Horizon Telescope. Doeleman compartilhou esta anedota com uma audiência em um painel no South by Southwest (SXSW) festival em Austin, Texas, no mês passado. Doeleman e colegas colaboradores Sera Markoff, Peter Galison e Dimitrios Psaltis iluminaram como o projeto funciona durante o evento SXSW, "EHT: Um Esforço Planetário para Fotografar um Buraco Negro". Os buracos negros são estruturas massivas quando comparados com planetas e humanos. Mas o que parece grande para nós é, em escala galáctica, pequenininho. Então, fotografar o horizonte de eventos de um buraco negro é complicado.

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A impressão deste artista retrata um buraco negro supermassivo girando rapidamente rodeado por um disco de acreção. Este disco fino de material rotativo consiste nas sobras de uma estrela parecida com o Sol que foi dilacerada pelas forças de maré do buraco negro. Os choques nos detritos em colisão, bem como o calor gerado na acreção, levaram a uma explosão de luz, parecida com uma explosão de supernova.

 

"Um dos alvos do EHT é cerca de 10% do tamanho do nosso sistema solar", disse Sera Markoff, astrofísico da Universidade de Amsterdã, durante o painel. O buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, chamado Sagitário A *, tem o tamanho da órbita de Mercúrio, acrescentou Doeleman. Se uma espaçonave poderia expulsar os astrônomos da Via Láctea, que é cerca de 50 bilhões de vezes maior do que Sagitário A *, segundo Markoff, então localizar esse buraco negro entre os bilhões de outras estrelas e planetas na galáxia seria bastante complicado. Para observar o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, ou para ver outro dos alvos do projeto - o buraco negro supermassivo no centro da supergigante galáxia elíptica Messier 87 - a equipe da EHT precisou transformar a Terra em um telescópio virtual plataforma. Isso ocorre porque o poder de um telescópio para resolver imagens é limitado ao tamanho de seu prato e, usando uma variedade de instrumentos em todo o mundo, a equipe está efetivamente dividindo o prato e espalhando as peças globalmente para criar um grande olho espacial.

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O Telescópio do Pólo Sul, iluminado pela Via Láctea e pela Aurora Australis (Luzes do Sul). Assista ao anúncio ao vivo dos primeiros resultados do Telescópio do Event Horizon em 10 de abril de 2019 às 9h da manhã.

Os observatórios de radiotelescópios envolvidos nas observações da EHT em 2017 foram o ALMA (Atacama Large Milimeter / submillimeter Array no Chile; APEX (Atacama Pathfinder Experiment) no Chile; IRAM 30m na Institut de Radio Astronomie Millimétrique na Espanha; LMT no México; SMT (Submillimeter Telescope) no Arizona; JCMT (Telescópio James Clerk Maxwell) no Havaí; SMA (SubMillimeter Array) no Havaí; e SPT (Telescópio do Polo Sul) na Antártica. Observações coordenadas também foram feitas nos raios X e gama bandas.

Sagitário A * está adormecido, o que significa que não consome ativamente muitas estrelas e gases próximos, liberando radiação. Um buraco negro ativo espreita dentro do Messier 87. Para ver o buraco negro supermassivo da vizinhança e o que está mais longe, os telescópios precisam observar "toda a extensão do espectro eletromagnético, do rádio até os raios gama", disse Markoff.

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A rede do Event Horizon Telescope, mapeada no GoogleMaps com dados da NASA e da TerraMetrics. Assista ao anúncio ao vivo dos primeiros resultados do Telescópio do Event Horizon em 10 de abril de 2019 às 9h da manhã.

Einstein foi 100% certo? No centro do projeto, seus 200 cientistas querem responder a duas perguntas, de acordo com Psaltis, um astrônomo e físico da Universidade do Arizona. A primeira é simplesmente se fotografar um buraco negro é possível. Mas a segunda coisa importante que eles perguntam é se Einstein estava 100% certo sobre como os buracos negros se comportam. "Einstein nos disse há 100 anos exatamente o que o tamanho e a forma da sombra [do buraco negro] deveriam ser. Se pudéssemos colocar uma régua sobre essa sombra, poderíamos testar a teoria de Einstein sobre o limite do buraco negro". Doeleman disse. A equipe também queria construir modelos que descrevessem buracos negros em várias circunstâncias, que seriam então comparados às observações do EHT. Propaganda

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Este infográfico mostra uma simulação da saída (vermelho brilhante) de um buraco negro e do disco de acreção em torno dele, com imagens simuladas das três formas possíveis da sombra do horizonte de eventos. (Imagem: © ESO / N. Bartmann / A. Broderick / C.K. Chan / D. Psaltis / F. Ozel)

No trabalho descrito no SXSW, a equipe usou unidades de processamento gráfico (GPUs), como as usadas em seus consoles de videogame favoritos ou em seu computador, para modelar todas as variedades hipotéticas de um ambiente de buraco negro. Eles produziram centenas de gigabytes de dados de volume 3D para modelar as possibilidades. Psaltis disse que fótons, plasma, gás e campos magnéticos são todos descritos na previsão de um buraco negro. Depois de conseguir uma, a equipe pode comparar uma imagem da sombra de um buraco negro aos diferentes cenários processados ​​pelas GPUs, a fim de fazer a simulação mais realista de como um buraco negro se comporta, com base em nossa compreensão atual da física. "O que a imagem do buraco negro poderia fazer por nós, se conseguirmos, seria pegar algo que é o mais extremo, a mais estranha previsão da relatividade geral, uma das grandes realizações da mente humana, [e] combiná-la com a eletrônica mais avançada, com uma colaboração em escala planetária com as estatísticas mais avançadas [e] novas técnicas de imagem ”, disse Galison, professor da Universidade de Harvard, durante o painel. "É como fazer uma nova câmera com um novo tipo de filme, um novo tipo de lente, combinando-a com outras câmeras, tudo de uma vez, e se isso pudesse acontecer, se pudéssemos realmente entrar e ver bem perto do horizonte " Galison acrescentou que a primeira foto de um buraco negro provaria, sem sombra de dúvida - o trocadilho intencional - que essas estruturas gigantescas, poderosas e esquivas existem.

Via Space.com