gov-civil-vilareal.ptQual é a última coisa que você verá ao cair em um buraco negro?
>Em abril de 2019, os astrônomos lançaram um surpreendente imagem de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87 . Era a imagem de maior resolução de um buraco negro já tirada e mostrava um anel de material difuso e assustadoramente brilhante com uma mancha escura no centro. Esse não era o buraco negro em si, mas em certo sentido é sombra ; o maior volume de espaço ao seu redor, onde nenhuma órbita é estável, e até mesmo a própria luz eventualmente cai no poço infinitamente profundo.
A primeira imagem da 'sombra' de um buraco negro supermassivo. Isso mostra a região em torno de um buraco negro com massa 6,5 bilhões de vezes a do Sol, localizado a 55 milhões de anos-luz de distância da Terra, no centro da galáxia M87. Crédito: NSF
Por mais legal que seja essa imagem, é confusa por dois motivos. Um é que apesar o Event Horizon Telescope (como é chamado o array que fez as observações) combinando os poderes dos telescópios literalmente em todo o mundo, a resolução não é alta o suficiente para ver muitos detalhes - de 55 milhão anos-luz de distância, até um grande buraco negro parece bem pequeno. A outra é que os tempos de exposição eram longos, então quaisquer características, como bolhas de gás girando em torno do buraco negro, ficaram borradas.
O que seria Muito de instantâneo de maior resolução daquele buraco negro parece?
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Uma equipe de astrônomos e físicos decidiu enfrentar este problema . Usando as equações de Einstein para a Relatividade Geral, que governam como o espaço e a luz se comportam perto de um buraco negro, eles criaram uma série de imagens para investigar como seria a aparência à distância.
Os resultados são extremamente legais :
Uma simulação de como seria o buraco negro no centro da galáxia M87 ao desviar a luz ao seu redor. Abaixo: Instantâneos da luz ao redor do buraco negro em momentos diferentes. Acima: uma composição de todos os instantâneos adicionados, mostrando o que o Event Horizon Telescope viu na imagem histórica de 2019. Crédito: Adaptado de Johnson et al.
Uau. O que isto significa?
A linha inferior de imagens são três instantâneos separados feitos usando sua simulação com as propriedades físicas do buraco negro imitando as do buraco negro real. Por exemplo, eles usaram uma massa de 6,2 bilhões de massas solares, um ângulo de visão que corresponde ao nosso ao M87, e a quantidade de material girando em torno dele em um disco plano chamado de disco de acreção (calculado usando observações infravermelhas desse material). A escala é incrivelmente pequena; 50 μas = 50 microssegundos, onde um segundo de arco é aproximadamente o tamanho de um quarto dos EUA a mais de 5 quilômetros de distância. Então, isso é literalmente como ver um bactéria naquele trimestre.
A imagem superior mostra uma combinação de vários instantâneos para mostrar o que o Event Horizon Telescope real teria visto em sua exposição mais longa se tivesse resolução infinita. Você obtém um anel brilhante, ligeiramente assimétrico, com alguma luz vindo de dentro e de fora dele, e aquele vazio escuro no centro.
Então o que isso quer dizer?
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Seria possível obter uma imagem real de um buraco negro mais parecido com este sim? Na verdade sim! Uma maneira seria lançar radiotelescópios ao espaço, expandindo a linha de base da matriz. Quanto mais distantes os seus telescópios estiverem um do outro, maior será a resolução. O problema com isso é que os radiotelescópios precisam ser grandes, dezenas de metros de diâmetro em geral, se não mais, e colocar algo desse tamanho no espaço não é fácil. Eu me pergunto se nas próximas décadas seremos capazes de fazer isso? Talvez até mesmo construindo alguns na Lua, descansando em crateras de tamanhos semelhantes que os aninham para estabilidade ... Se pudéssemos, obteríamos imagens que rivalizam com o resultado desse cálculo.
Até então, podemos trabalhar com o que temos, e isso ainda é muito bom. Estamos aprendendo muito sobre o que você veria se caísse em um buraco negro. Você não veria por grandes - você estaria se movendo perto da velocidade da luz ao chegar tão perto - e provavelmente estaria ocupado sendo despedaçado pela gravidade e as marés e frito pela radiação de alta energia de qualquer maneira. Mas ainda assim, muito legal.
