doi.org/10.3847/2041-8213/ad2df0
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#Sagitário
Em 2022, os cientistas revelaram a primeira imagem do Sgr A* em conferências de imprensa em todo o mundo, incluindo no Observatório Europeu do Sul (ESO). Embora o buraco negro supermassivo da Via Láctea, que está a cerca de 27.000 anos-luz de distância da Terra, seja mais de mil vezes menor e menos massivo que o do M87, o primeiro buraco negro já fotografado, as observações revelaram que os dois parecem notavelmente semelhantes. Isso fez os cientistas se perguntarem se os dois compartilhavam características comuns fora da aparência. Para descobrir, a equipe decidiu estudar o Sgr A* em luz polarizada. Estudos anteriores da luz em torno do buraco negro M87 (M87*) revelaram que os campos magnéticos à sua volta permitiram que o buraco negro lançasse poderosos jatos de material de volta para o ambiente circundante. Com base neste trabalho, as novas imagens revelaram que o mesmo pode ser verdade para Sgr A*.
“O que estamos vendo agora é que existem campos magnéticos fortes, distorcidos e organizados perto do buraco negro no centro da galáxia, a Via Láctea”, disse Sara Issaoun, bolsista Einstein do Programa de Bolsas Hubble da NASA no Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, EUA, e co-líder do projeto.
“Juntamente com o Sgr A* tendo uma estrutura de polarização surpreendentemente semelhante à observada no buraco negro M87*, muito maior e mais poderoso, aprendemos que campos magnéticos fortes e ordenados são críticos para a forma como os buracos negros interagem com o gás e a matéria ao seu redor deles.” A luz é uma onda eletromagnética oscilante ou em movimento que nos permite ver objetos.
Às vezes, a luz oscila numa orientação preferida e chamamos-lhe “polarizada”.
Embora a luz polarizada nos rodeie, aos olhos humanos ela é indistinguível da luz “normal”.
No plasma em torno destes buracos negros, as partículas que giram em torno das linhas do campo magnético transmitem um padrão de polarização perpendicular ao campo.
Isto permite aos astrônomos ver com detalhes cada vez mais nítidos o que está acontecendo nas regiões dos buracos negros e mapear as suas linhas de campo magnético.
“Ao obter imagens de luz polarizada de gás quente e brilhante perto de buracos negros, estamos inferindo diretamente a estrutura e a força dos campos magnéticos que atravessam o fluxo de gás e matéria dos quais o buraco negro se alimenta e ejeta”, disse Harvard Black Hole Initiative Fellow e co-líder do projeto, Angelo Ricarte.
“A luz polarizada ensina-nos muito mais sobre a astrofísica, as propriedades do gás e os mecanismos que ocorrem à medida que um buraco negro se alimenta.” Mas obter imagens de buracos negros em luz polarizada não é tão fácil como colocar um par de óculos de sol polarizados, e isto é particularmente verdadeiro no caso de Sgr A*, que está mudando tão rapidamente que não fica parado para tirar fotografias.
A obtenção de imagens do buraco negro supermassivo requer ferramentas sofisticadas, acima e além daquelas usadas anteriormente para capturar M87*, um alvo muito mais estável.
O cientista do projeto EHT, Geoffrey Bower, do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica, Taipei, disse: “Como o Sgr A* se move enquanto tentamos tirar sua foto, foi difícil construir até mesmo a imagem não polarizada”, acrescentando que a primeira imagem foi uma média de múltiplas imagens devido ao movimento de Sgr A*.
“Ficamos aliviados porque a imagem polarizada era possível.
Alguns modelos eram demasiado confusos e turbulentos para construir uma imagem polarizada, mas a Natureza não era tão cruel.” Mariafelicia De Laurentis, cientista adjunta do projeto EHT e professora da Universidade de Nápoles Federico II, Itália, disse: “Com uma amostra de dois buracos negros – com massas muito diferentes e galáxias hospedeiras muito diferentes – é importante determinar o que eles concordam e discordam.
Uma vez que ambos nos apontam para campos magnéticos fortes, sugere que esta pode ser uma característica universal e talvez fundamental deste tipo de sistemas.
Uma das semelhanças entre estes dois buracos negros pode ser um jato, mas embora tenhamos visualizado um jato muito óbvio em M87*, ainda não encontramos nenhum em Sgr A*.” Para observar o Sgr A*, a colaboração ligou oito telescópios em todo o mundo para criar um telescópio virtual do tamanho da Terra, o EHT.
O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, e o Atacama Pathfinder Experiment (APEX), hospedado pelo ESO), ambos no norte do Chile, faziam parte da rede que fez as observações, realizadas em 2017.
” Sendo o maior e mais poderoso dos telescópios do EHT, o ALMA desempenhou um papel fundamental para tornar esta imagem possível”, afirma María Díaz Trigo, Cientista Europeia do Programa ALMA do ESO.
“O ALMA está agora planejando uma ‘reforma extrema’, o Wideband Sensitivity Upgrade, que tornará o ALMA ainda mais sensível e o manterá como um interveniente fundamental nas futuras observações EHT do Sgr A* e de outros buracos negros.” O EHT conduziu várias observações desde 2017 e está programado para observar Sgr A* novamente em abril de 2024.
A cada ano, as imagens melhoram à medida que o EHT incorpora novos telescópios, maior largura de banda e novas frequências de observação.
As expansões planeadas para a próxima década permitirão filmes de alta fidelidade de Sgr A*, poderão revelar um jacto oculto e permitirão aos astrônomos observar características de polarização semelhantes noutros buracos negros.
Entretanto, estender o EHT ao espaço forneceria imagens de buracos negros mais nítidas do que nunca.
Mais informações Esta pesquisa foi apresentada em dois artigos da Colaboração EHT publicados hoje no The Astrophysical Journal Letters: “First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results VII. Polarization of the Ring” (doi:10.3847/2041-8213/ad2df0) e “Resultados do primeiro telescópio Sagittarius A* Event Horizon. VIII.: Interpretação física do anel polarizado” (doi:10.3847/2041-8213/ad2df1).
A colaboração EHT envolve mais de 300 investigadores de África, Ásia, Europa e América do Norte e do Sul.
A colaboração internacional está trabalhando para capturar as imagens mais detalhadas de buracos negros alguma vez obtidas através da criação de um telescópio virtual do tamanho da Terra.
Apoiado por um investimento internacional considerável, o EHT liga telescópios existentes utilizando novos sistemas – criando um instrumento fundamentalmente novo com o maior poder de resolução angular alguma vez alcançado.
Os telescópios individuais envolvidos no EHT em abril de 2017, quando as observações foram realizadas, foram: o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), o Telescópio de 30 metros do Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM), o Telescópio James Clerk Maxwell (JCMT), o Grande Telescópio Milimétrico Alfonso Serrano (LMT), o Submillimeter Array (SMA), o Telescópio Submilimétrico UArizona (SMT) e o Telescópio do Pólo Sul (SPT).
Desde então, o EHT adicionou à sua rede o Telescópio da Groenlândia (GLT), o IRAM NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) e o Telescópio UArizona de 12 metros em Kitt Peak.
O consórcio EHT consiste em 13 institutos interessados: o Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica, a Universidade do Arizona, a Universidade de Chicago, o Observatório do Leste Asiático, a Goethe-Universitaet Frankfurt, o Institut de Radioastronomie Millimétrique, o Large Millimeter Telescope, o Instituto Max Planck.
para Radioastronomia, Observatório Haystack do MIT, Observatório Astronômico Nacional do Japão, Instituto Perimeter de Física Teórica, Universidade Radboud e Observatório Astrofísico Smithsonian.
O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma instalação astronómica internacional, é uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências Naturais (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile.
O ALMA é financiado pelo ESO em nome dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho Nacional de Investigação do Canadá (NRC) e o Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia (NSTC) em Taiwan e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS), em Taiwan e no Instituto Coreano de Astronomia e Ciências Espaciais (KASI).
A construção e as operações do ALMA são lideradas pelo ESO em nome dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), administrado pela Associated Universities, Inc. (AUI), em nome da América do Norte; e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) em nome do Leste Asiático.
O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece a liderança e gestão unificada da construção, comissionamento e operação do ALMA.
Publicado em 31/03/2024 10h48
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