Telescópio James Webb da NASA Colabora com EHT para Imagem do Buraco Negro Supermassivo da Via Láctea

Em picos de montanhas isolados pelo planeta, cientistas aguardam a notícia de que esta noite é a noite. A complexa coordenação entre dezenas de telescópios no solo e no espaço está completa, o tempo está limpo, questões técnicas foram resolvidas — as estrelas metafóricas estão alinhadas. É hora de olhar para o buraco negro supermassivo no coração de nossa galáxia Via Láctea.

"Sudoku de Agendamento" da Colaboração EHT

Este "sudoku de agendamento", como os astrônomos o chamam, acontece a cada dia de uma campanha de observação pela colaboração Event Horizon Telescope (EHT), e eles terão em breve um novo jogador a considerar; o Telescópio Espacial James Webb da NASA estará se juntando ao esforço. Durante a primeira lista de observações do Webb, astrônomos usarão seu poder de imagem infravermelha para enfrentar alguns dos desafios únicos e persistentes apresentados pelo buraco negro da Via Láctea, chamado Sagitário A* (Sgr A*; o asterisco é pronunciado como "estrela").

Diferenças entre Sgr A* e M87

Em 2017, o EHT usou o poder de imagem combinado de oito instalações de telescópio de rádio pelo planeta para capturar a histórica primeira visão da região imediatamente ao redor de um buraco negro supermassivo, na galáxia M87. Sgr A* é mais próximo, mas mais fraco que o buraco negro de M87, e flares cintilantes únicos no material ao seu redor alteram o padrão de luz em uma base horária, apresentando desafios para astrônomos.

"O buraco negro supermassivo de nossa galáxia é o único conhecido por ter este tipo de flaring, e embora isso tenha tornado a captura de uma imagem da região muito difícil, também torna Sagitário A* cientificamente ainda mais interessante," disse o astrônomo Farhad Yusef-Zadeh, professor na Northwestern University e investigador principal no programa Webb para observar Sgr A*.

Vantagem do Webb: Dois Comprimentos de Onda Infravermelhos Simultâneos

Os flares são devidos à aceleração temporária mas intensa de partículas ao redor do buraco negro a energias muito mais altas, com emissão de luz correspondente. Uma enorme vantagem de observar Sgr A* com Webb é a capacidade de capturar dados em dois comprimentos de onda infravermelhos (F210M e F480M) simultânea e continuamente, da localização do telescópio além da Lua. Webb terá uma visão ininterrupta, observando ciclos de flaring e calmaria que a equipe do EHT pode usar como referência com seus próprios dados, resultando em uma imagem mais limpa.

Origem dos Flares e Implicações para Física

A fonte ou mecanismo que causa os flares de Sgr A* é intensamente debatida. Respostas sobre como os flares de Sgr A* começam, atingem o pico e se dissipam podem ter implicações de longo alcance para o futuro estudo de buracos negros, bem como física de partículas e plasma, e até flares do Sol.

Buracos Negros: Previsão de Einstein e Prova Visual

Buracos negros, previstos por Albert Einstein como parte de sua teoria geral da relatividade, são, em certo sentido, o oposto do que seu nome implica — em vez de um buraco vazio no espaço, buracos negros são as regiões de matéria mais densas e compactas conhecidas. O campo gravitacional de um buraco negro é tão forte que deforma o tecido do espaço ao seu redor, e qualquer material que chegue muito perto fica ligado lá para sempre, junto com qualquer luz que o material emite. É por isso que buracos negros aparecem "pretos". Qualquer luz detectada por telescópios não é realmente do buraco negro em si, mas da área ao redor. Cientistas chamam a borda interna final dessa luz de horizonte de eventos, de onde a colaboração EHT tira seu nome.

A imagem do EHT de M87 foi a primeira prova visual direta de que a previsão de buraco negro de Einstein estava correta. Buracos negros continuam sendo um campo de prova para a teoria de Einstein, e cientistas esperam que observações multi-comprimento de onda cuidadosamente agendadas de Sgr A* por EHT, Webb, raio-X e outros observatórios estreitem a margem de erro nos cálculos de relatividade geral, ou talvez apontem para novos reinos de física que não entendemos atualmente.