doi.org/10.3847/1538-3881/ad5bdb
Credibilidade: 989
#Buracos Negros
O Telescópio Event Horizon alcançou observações de alta resolução sem precedentes da Terra, utilizando a frequência de 345 GHz, oferecendo imagens mais detalhadas e com cores aprimoradas de buracos negros
Este avanço no campo da astrofísica alavanca a interferometria de linha de base muito longa para conectar várias antenas de rádio globalmente, aprimorando nossa compreensão dos fenômenos que cercam buracos negros e preparando o cenário para futuras visualizações de alta fidelidade e imagens potencialmente em tempo real dessas entidades cósmicas.
Avanço em imagens de buracos negros
A colaboração do Event Horizon Telescope (EHT) conduziu observações de teste alcançando a mais alta resolução já obtida da superfície da Terra, detectando luz dos centros de galáxias distantes a uma frequência de cerca de 345 GHz.
Quando combinados com imagens existentes de buracos negros supermassivos nos corações de M87 e Sgr A na frequência mais baixa de 230 GHz, esses novos resultados não apenas tornarão as fotografias de buracos negros 50% mais nítidas, mas também produzirão visualizações multicoloridas da região imediatamente fora do limite dessas feras cósmicas.
Melhorias na Radioastronomia
As novas detecções, lideradas por cientistas do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA), que inclui o Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO), foram publicadas hoje no The Astronomical Journal.
Com o EHT, vimos as primeiras imagens de buracos negros detectando ondas de rádio a 230 GHz, mas o anel brilhante que vimos, formado pela curvatura da luz na gravidade do buraco negro, ainda parecia borrado porque estávamos nos limites absolutos de quão nítidas poderíamos fazer as imagens,- disse o colíder do artigo Alexander Raymond, anteriormente um acadêmico de pós-doutorado no CfA, e agora no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (NASA-JPL). A 345 GHz, nossas imagens serão mais nítidas e detalhadas, o que por sua vez provavelmente revelará novas propriedades, tanto aquelas que foram previstas anteriormente quanto talvez algumas que não foram.-
Telescópio virtual do tamanho da Terra
o poder do EHT liberado:
O EHT cria um telescópio virtual do tamanho da Terra conectando várias antenas parabólicas ao redor do globo, usando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI). Para obter imagens de maior resolução, os astrônomos têm duas opções: aumentar a distância entre as antenas parabólicas ou observar em uma frequência mais alta. Como o EHT já era do tamanho do nosso planeta, aumentar a resolução das observações terrestres exigia expandir sua faixa de frequência, e foi isso que a Colaboração EHT fez agora.
Para entender por que isso é um avanço, considere a explosão de detalhes extras que você obtém ao passar de fotos em preto e branco para coloridas, – disse o colíder do artigo Sheperd Shep-Doeleman, astrofísico do CfA e SAO, e diretor fundador do EHT. Esta nova “visão de cores” nos permite separar os efeitos da gravidade de Einstein do gás quente e dos campos magnéticos que alimentam os buracos negros e lançam jatos poderosos que fluem sobre distâncias galácticas. –
Um prisma divide a luz branca em um arco-íris de cores porque diferentes comprimentos de onda da luz viajam em diferentes velocidades através do vidro. Mas a gravidade curva toda a luz de forma semelhante, então Einstein prevê que o tamanho dos anéis vistos pelo EHT deve ser semelhante em 230 GHz e 345 GHz, enquanto o gás quente girando ao redor dos buracos negros parecerá diferente nessas duas frequências.
Superando Desafios Tecnológicos em VLBI de Alta Frequência
Esta é a primeira vez que a técnica VLBI foi usada com sucesso em uma frequência de 345 GHz. Embora a capacidade de observar o céu noturno com telescópios individuais a 345 GHz existisse antes, usar a técnica VLBI nessa frequência há muito tempo apresenta desafios que levaram tempo e avanços tecnológicos para serem superados. O vapor de água na atmosfera absorve ondas a 345 GHz muito mais do que a 230 GHz, enfraquecendo os sinais de buracos negros na frequência mais alta.
A chave era melhorar a sensibilidade do EHT, o que os pesquisadores fizeram aumentando a largura de banda da instrumentação e esperando por um bom tempo em todos os locais.
Colaboração global e tecnologia de ponta
O novo experimento usou dois pequenos subarrays do EHT compostos pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e o Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) no Chile, o telescópio IRAM de 30 metros na Espanha, o NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) na França, o Submillimeter Array (SMA) em Maunakea no Havaí e o Telescópio da Groenlândia para fazer medições com resolução de até 19 microssegundos de arco.
Os locais de observação mais poderosos da Terra existem em altas altitudes, onde a transparência e a estabilidade atmosféricas são ótimas, mas o clima pode ser mais dramático, – disse Nimesh Patel, astrofísico do CfA e SAO, e engenheiro de projeto no SMA, acrescentando que no SMA, as novas observações exigiram enfrentar estradas geladas em Maunakea para abrir o array no clima estável após uma tempestade de neve com minutos de sobra. Agora, com sistemas de alta largura de banda que processam e capturam faixas mais amplas do espectro de rádio, estamos começando a superar problemas básicos de sensibilidade, como o clima. É o momento certo, como as novas detecções provam, para avançar para 345 GHz.-
Futuro da Imagem de Buracos Negros: O Projeto ngEHT:
Esta conquista também fornece outro trampolim no caminho para a criação de filmes de alta fidelidade do ambiente do horizonte de eventos ao redor dos buracos negros, que dependerá de atualizações para a matriz global existente. O projeto EHT de próxima geração planejado (ngEHT) adicionará novas antenas ao EHT em localizações geográficas otimizadas e aprimorará as estações existentes atualizando todas elas para trabalhar em várias frequências entre 100 GHz e 345 GHz ao mesmo tempo. Como resultado dessas e de outras atualizações, espera-se que a matriz global aumente a quantidade de dados nítidos e claros que o EHT tem para imagens por um fator de 10, permitindo que os cientistas não apenas produzam imagens mais detalhadas e sensíveis, mas também filmes estrelando essas feras cósmicas violentas.
Um marco importante na pesquisa astrofísica:
A observação bem-sucedida do EHT em 345 GHz é um marco científico importante,- disse Lisa Kewley, diretora do CfA e SAO. Ao forçar os limites da resolução, estamos alcançando a clareza sem precedentes na imagem de buracos negros que prometemos no início, e definindo novos e mais altos padrões para a capacidade da pesquisa astrofísica baseada no solo.-
Para mais informações sobre essa descoberta, veja Observações de alta frequência revelam buracos negros como nunca antes.
Publicado em 01/09/2024 03h00
Artigo original:
Estudo original: