Astrônomos observam a luz de trás de um buraco negro pela primeira vez

Astrônomos observam a luz de trás de um buraco negro pela primeira vez

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 31 de Julho de 2021 às 10h45
Salvatore Orlando/Sketchfab

Físicos teóricos sabem como devem ser determinados comportamentos de buracos negros e conseguem simular boa parte deles em computadores poderosos, que fazem cálculos complicados. Tudo isso é possível graças à Relatividade Geral de Albert Einstein, mas a maioria dos estranhos efeitos previstos por essa teoria ainda não haviam sido observados — até agora.

Observando os raios-X lançados por um centro galáctico ativo a 800 milhões de anos-luz de distância, o astrofísico da Universidade de Stanford, Dan Wilkins, percebeu algo curioso. Ele notou flashes dos mesmos raios-X, porém menores e de “cores” diferentes dos clarões originais. Centros galácticos ativos são, na verdade, um buraco negro supermassivo no coração de uma galáxia (neste caso, a galáxia I Zwicky 18), alimentando-se de matéria.

Uma "autópsia" dos buracos negros e seus discos de acreção, incluindo reflexos das luzes do lado de trás (Imagem: Reprodução/NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman)

Essas rajadas vistas em raios-X são emitidas pelos discos de acreção, um anel de matéria que ainda não foi devorada pelo buraco negro, mas gira em torno dele em alta velocidade. Os flashes menores pareciam vir do lado oposto — o que é impossível, pois a luz não pode atravessar um buraco negro, apenas cair nele para nunca mais conseguir escapar. Na verdade, o que Wilkins estava vendo eram reflexo dos flashes do outro lado do buraco negro.

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Há alguns anos, os cientistas criam simulações para nos mostrar o quanto os reflexos do universo em buracos negros podem ser bizarros. Wilkins é um desses estudiosos da física de buracos negros, que criam previsões teóricas de como esses reflexos apareceriam para nós — caso pudéssemos olhar de perto. “Eu já os tinha visto na teoria que estava desenvolvendo, então, assim que os vi nas observações do telescópio, pude descobrir a conexão”, disse ele.

Explicar esses fenômenos pode ser complicado até mesmo com ilustrações, mas, essencialmente, o buraco negro está distorcendo o espaço, que, por sua vez, faz a luz se dobrar, além de torcer os campos magnéticos. O plasma do disco de acreção fica preso ao redor do buraco negro, enquanto o campo magnético se arqueia alto acima do disco e acaba torcido de tal maneira que se quebra.

Infográfico sobre como a luz do lado de trás do buraco negro se dobra para ser observada (Imagem: Reprodução/ESA)

De acordo com o artigo, publicado na revista Nature, o fato dos flashes secundários serem um reflexo de trás do buraco negro é comprovado através das mudanças de energia dos fótons. Eles reverberam do outro lado do disco, se dobram ao redor do buraco negro e, por fim, são ampliados pelo campo gravitacional torcido. Em última análise, essa observação confirma previsões da Relatividade Geral.

Além disso, os cientistas também notaram como a luz do raio-X mudava de cor e se movia ao redor do buraco negro, à medida que se curvava. Agora, a equipe de Wilkins pretende criar um mapa 3D dos arredores do buraco negro.

Fonte: Stanford University 

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