ARLA/CLUSTER: ASTRÓNOMOS VÃO TENTAR FOTOGRAFAR O BURACO NEGRO DA VIA LÁCTEA ATRAVÉS DE UM RADIOTELESCÓPIO DO TAMANHO DA TERRA

[João Costa > CT1FBF]

*OS ASTRÓNOMOS VÃO TENTAR FOTOGRAFAR A REGIÃO MAIS PRÓXIMA DO BURACO NEGRO
DA VIA L�CTEA*
<https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7e/Sagittarius_A%2A.jpg>
Imagem da região em redor do buraco negro supermassivo da Via Láctea, Sgr
A*, em raios-X.
Crédito: NASA
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Desde que foram mencionados pela primeira vez por John Michell numa carta à 
Sociedade Real de Londres em 1783, que os buracos negros têm capturado a
imaginação dos cientistas, escritores, cineastas e outros artistas. Talvez
parte do fascínio é que estes objetos enigmáticos nunca foram realmente
"vistos". Mas isto pode estar agora prestes a mudar, pois uma equipa
internacional de astrónomos está a ligar vários telescópios na esperança de
obter a primeira imagem de um buraco negro.

Os buracos negros são regiões do espaço onde a atração da gravidade é tão
forte que nada - nem mesmo a luz - consegue escapar. A sua existência foi
prevista matematicamente por Karl Schwarzchild em 1915, como solução para
equações propostas pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

Os astrónomos já têm, há décadas, evidências circunstanciais de que, nos
corações de galáxias massivas, encontram-se buracos negros supermassivos -
entre um milhão e mil milhões de vezes a massa do Sol. Isto porque eles
conseguem ver a atração gravitacional que exercem sobre estrelas que
orbitam em redor do centro galáctico. Quando sobrealimentados com material
do ambiente galáctico circundante, também podem expelir plumas detetáveis
ou jatos de plasma a velocidades próximas da luz. O ano passado, a
experiência LIGO forneceu ainda mais evidências através da famosa deteção
de ondulações no espaço-tempo provocadas pela fusão de dois buracos negros
de massa intermédia há milhões de anos atrás.

Mas, apesar de sabermos que os buracos negros existem, ainda permanecem, na
vanguarda da astronomia moderna, questões acerca da sua origem, evolução e
influência no Universo.
<http://www.nature.com/polopoly_fs/7.43123.1490105161!/image/black-hole-graphic-ONLINE.jpg_gen/derivatives/landscape_630/black-hole-graphic-ONLINE.jpg>
Crédito: Nik Spencer/Nature; Avery Broderick/Universidade de Waterloo
(imagens do meio de baixo)
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*Captando um pequeno ponto no céu*

Entre os dias 5 e 14 de abril de 2017, a equipa por trás do EHT (Event
Horizon Telescope) espera testar as teorias fundamentais da física dos
buracos negros, tentando obter a primeira imagem do horizonte de eventos de
um buraco negro (o ponto a partir do qual a teoria prevê que nada pode
escapar). Ao ligar uma rede global de radiotelescópios para formar o
equivalente a um telescópio gigante do tamanho da Terra - usando uma
técnica conhecida como Interferometria de Linha de Base Muito Longa e
síntese de abertura da Terra - os cientistas vão examinar o coração da
nossa Galáxia, a Via Láctea, onde se esconde um buraco negro com 4 milhões
de vezes a massa do Sol - Saggitarius A*.

Os astrónomos sabem que existe um disco de poeira e gás em órbita do buraco
negro. O percurso que a luz deste material leva será distorcido no campo
gravitacional do buraco negro. O seu brilho e cor também devem ser
alterados de maneiras previsíveis. A assinatura que os astrónomos esperam
observar com o EHT é uma forma crescente brilhante em vez de um disco. E
podem, quem sabe, até ver a sombra do horizonte de eventos do buraco negro
contra o plano de fundo deste material brilhante e giratório.

A rede liga nove estações espalhadas pelo planeta - alguns telescópios
individuais e várias coleções de telescópios - na Antártica, Chile, Hawaii,
Espanha, México e EUA. O "telescópio virtual" está em desenvolvimento há
muitos anos e a tecnologia já foi testada. No entanto, estes testes
revelaram, inicialmente, uma sensibilidade limitada e uma resolução angular
insuficiente para estudar as escalas necessárias para observar a região do
buraco negro. Mas a adição de novas redes telescópicas - incluindo o ALMA
(Atacama Large Millimeter Array) no Chile e o SPT (South Pole Telescope) -
dará à rede um muito necessário impulso em capacidade de resolução. É como
colocar óculos e, de repente, sermos capazes de ver ambos os faróis de um
carro que se dirige na nossa direção, em vez de um único borrão de luz.
<http://www.nature.com/polopoly_fs/7.43124.1490105194!/image/black-hole-map-ONLINE.jpg_gen/derivatives/landscape_630/black-hole-map-ONLINE.jpg>
Localização dos telescópios que vão participar no projeto EHT (Event
Horizon Telescope).
Crédito: Nature
(clique na imagem para ver versão maior)


O buraco negro é uma fonte compacta no céu - no visível, está completamente
bloqueado por grandes quantidades de gás e poeira. No entanto, os
telescópios com resolução suficiente e operando a longos comprimentos de
onda, no rádio, podem atravessar este nevoeiro cósmico.

A resolução de qualquer tipo de telescópio - o mais fino detalhe que pode
ser discernido e medido - é geralmente citado como um pequeno ângulo
correspondente à razão entre o tamanho de um objeto e a sua distância. O
tamanho angular da Lua, vista a partir da Terra, é de mais ou menos meio
grau, ou 1800 segundos de arco. Para qualquer telescópio, quanto maior a
abertura, maior o detalhe que pode ser observado.

A resolução de um único radiotelescópio (digamos, com a abertura de 100
metros) é aproximadamente de 60 segundos de arco. Isto é comparável à 
resolução do olho humano, sem ajudas, e a cerca de um-sexagésimo do
diâmetro aparente da Lua Cheia. Mas, ao ligarmos muitos telescópios, o EHT
será capaz de atingir uma resolução de 15-20 microssegundos de arco
(0,000015 segundos de arco), equivalente a ser capaz de discernir uma uva à 
distância da Lua.

*O que está em jogo?*

Embora a prática de ligar muitos telescópios, desta maneira, seja bem
conhecida, o EHT vai enfrentar desafios particulares. Os dados recolhidos
em cada estação da rede serão enviados para uma instalação de processamento
central onde um supercomputador vai combiná-los cuidadosamente. Diferentes
condições meteorológicas, atmosféricas e telescópicas, em cada local, vão
exigir uma calibração meticulosa dos dados para que os cientistas possam
ter a certeza que quaisquer características que encontrem nas imagens
finais não sejam artefactos.

Se funcionar, a captura de imagens do material perto da região do buraco
negro, com resoluções angulares comparáveis à do seu horizonte de eventos,
abrirá uma nova era no estudo dos buracos negros e resolverá uma série de
grandes questões: será que os horizontes de eventos sequer existem? Será
que a teoria de Einstein funciona nesta região de gravidade extrema ou
precisamos de uma nova teoria para descrever a gravidade assim tão perto de
um buraco negro? Além disso, como é que os buracos negros são alimentados e
como é que o material é expelido?

Poderá até mesmo ser possível captar imagens de buracos negros no centro de
galáxias vizinhas.

Em última análise, a combinação de teorias matemáticas e de profundos
conhecimentos físicos, impressionantes colaborações científicas
internacionais, incríveis avanços tecnológicos na física experimental e na
engenharia, vão revelar a natureza do espaço-tempo como uma característica
definidora da ciência do início do século XXI.

*Links:*

*Notícias relacionadas:*
Nature
<http://www.nature.com/news/how-to-hunt-for-a-black-hole-with-a-telescope-the-size-of-earth-1.21693>
Science alert
<http://www.sciencealert.com/astronomers-are-about-to-peer-into-a-black-hole-for-first-time>
PHYSORG
<https://phys.org/news/2017-03-astronomers-peer-black-hole-event.html>


*Sagitário A*:*Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_A*>

*Buraco negro supermassivo:*
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Supermassive_black_hole>

*EHT (Event Horizon Telescope):*
Página oficial <http://www.eventhorizontelescope.org/>
Wikipedia <https://en.wikipedia.org/wiki/Event_Horizon_Telescope>

Fonte: Núcleo de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve.
<http://www.ccvalg.pt/>
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