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Campos magnéticos no buraco negro da Via Láctea

Campos magnéticos no buraco negro da Via Láctea

Astrónomos descobrem intensos campos magnéticos em espiral nas bordas do buraco negro central da Via Láctea. Uma nova imagem da colaboração Event Horizon Telescope (EHT) revelou campos magnéticos fortes e organizados a espiralar desde a borda do buraco negro supermassivo Sagitário A* (Sgr A*).

Com observa√ß√Ķes feitas pela primeira vez em luz polarizada, a nova imagem do monstro que se esconde no cora√ß√£o da Via L√°ctea revelou um campo magn√©tico com uma estrutura muito semelhante √† do buraco negro situado no centro da gal√°xia M87, sugerindo que campos magn√©ticos intensos podem ser comuns a todos os buracos negros. Esta semelhan√ßa aponta tamb√©m para a exist√™ncia de um jato oculto em Sgr A*. Os resultados foram publicados hoje na revista da especialidade The Astrophysical Journal Letters.

Em 2022, os cientistas revelaram a primeira imagem de Sgr A* durante confer√™ncias de imprensa em todo o mundo, incluindo no Observat√≥rio Europeu do Sul (ESO). Embora o buraco negro supermassivo da Via L√°ctea, que se encontra a cerca de 27 000 anos-luz de dist√Ęncia da Terra, seja pelo menos mil vezes mais pequeno e menos massivo do que o de M87, o primeiro buraco negro a ser fotografado, as observa√ß√Ķes revelaram que os dois t√™m um aspeto bastante semelhante, o que levou os cientistas a perguntarem-se se estes buracos negros partilhariam caracter√≠sticas comuns para al√©m da sua apar√™ncia. Para o descobrir, a equipa decidiu estudar o Sgr A* em luz polarizada. Estudos anteriores da luz em torno do buraco negro de M87 (M87*) revelaram que os campos magn√©ticos √† sua volta permitiam que o buraco negro lan√ßasse poderosos jatos de material para o seu meio circundante. Com base neste trabalho, as novas imagens revelaram agora que o mesmo pode ser verdade para Sgr A*.

‚ÄúO que estamos a observar s√£o campos magn√©ticos fortes, torcidos e organizados perto do buraco negro situado no centro da Via L√°ctea‚ÄĚ, disse Sara Issaoun, bolseira Einstein do Programa de Bolsas Hubble da NASA a trabalhar no Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, EUA, e co-l√≠der do projeto. ‚ÄúSe juntarmos a isto o facto de Sgr A* ter uma estrutura de polariza√ß√£o muito semelhante √† observada no muito maior e mais poderoso buraco negro M87*, parece-nos que campos magn√©ticos fortes e ordenados s√£o fundamentais para a forma como os buracos negros interagem com o g√°s e a mat√©ria que os rodeia.‚ÄĚ

A luz √© uma onda electromagn√©tica oscilante, ou em movimento, que nos permite ver objetos. Por vezes, a luz oscila numa orienta√ß√£o preferencial, a que chamamos ‚Äúpolarizada‚ÄĚ. Apesar de estarmos rodeados por luz polarizada, aos olhos humanos essa luz √© indistingu√≠vel da luz dita ‚Äúnormal‚ÄĚ. No plasma que rodeia estes buracos negros, as part√≠culas que giram em torno das linhas de campo magn√©tico conferem-lhe um padr√£o de polariza√ß√£o perpendicular ao campo, o que permite aos astr√≥nomos ver com muito detalhe o que se passa nas regi√Ķes dos buracos negros e mapear as suas linhas de campo magn√©tico.

‚ÄúAo obtermos imagens em luz polarizada de g√°s quente incandescente perto de buracos negros, estamos a inferir diretamente a estrutura e intensidade dos campos magn√©ticos que acompanham o fluxo de g√°s e mat√©ria que o buraco negro consome e ejeta‚ÄĚ, explica Angelo Ricarte, bolseiro da Iniciativa Buracos Negros de Harvard e co-l√≠der do projeto. ‚ÄúA luz polarizada ensina-nos mais sobre a astrof√≠sica, as propriedades do g√°s e os mecanismos que ocorrem quando um buraco negro atrai mat√©ria para si.‚ÄĚ

No entanto, obter imagens de buracos negros em luz polarizada n√£o √© t√£o f√°cil como usar um par de √≥culos de sol polarizados. Isto √© particularmente verdadeiro no caso de Sgr A*, que apresenta varia√ß√Ķes t√£o r√°pidas que n√£o consegue ficar parado para lhe tirarmos fotografias. Para captar imagens deste buraco negro supermassivo precisamos de ferramentas sofisticadas, melhores que as anteriormente utilizadas para capturar M87*, um alvo muito mais est√°vel. O Cientista do Projeto EHT, Geoffrey Bower, do Instituto de Astronomia e Astrof√≠sica da Academia Sinica, em Taip√©, explica, ‚ÄúUma vez que Sgr A* se move bastante enquanto tentamos fotograf√°-lo, foi at√© dif√≠cil obter a sua imagem em luz n√£o polarizada‚Äú, acrescentando que a primeira imagem foi, na realidade, criada a partir de uma m√©dia de v√°rias imagens. ‚ÄúFic√°mos aliviados com o facto da imagem polarizada ser de todo poss√≠vel. Alguns modelos mostravam ser demasiado confusos e turbulentos para se conseguir construir uma imagem polarizada, no entanto a Natureza n√£o foi t√£o cruel para connosco como os modelos antecipavam.‚ÄĚ

Mariafelicia De Laurentis, Cientista adjunta do Projeto EHT e professora na Universidade de N√°poles Federico II, It√°lia, disse: ‚ÄúCom uma amostra de dois buracos negros ‚ÄĒ com massas muito diferentes e gal√°xias hospedeiras muito diferentes tamb√©m ‚ÄĒ √© importante determinar em que √© que eles concordam e discordam. Uma vez que ambos possuem fortes campos magn√©ticos, esta pode muito bem ser uma caracter√≠stica universal e talvez fundamental deste tipo de sistemas. Uma das semelhan√ßas entre estes dois buracos negros pode ser um jato, mas embora tenhamos captado um muito √≥bvio em M87*, ainda n√£o encontr√°mos nenhum em Sgr A*‚ÄĚ.

Para observar Sgr A*, a colabora√ß√£o juntou oito telesc√≥pios de todo o mundo num √ļnico telesc√≥pio virtual da dimens√£o da Terra, o EHT. O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO √© um parceiro, e o Atacama Pathfinder Experiment (APEX), ambos no norte do Chile, fizeram parte da rede que efetuou as observa√ß√Ķes em 2017.

‚ÄúComo o maior e mais poderoso dos telesc√≥pios do EHT, o ALMA desempenhou um papel fundamental na obten√ß√£o desta imagem‚ÄĚ, diz Mar√≠a D√≠az Trigo, Cientista do Programa ALMA europeu, do ESO. ‚ÄúO ALMA est√° agora a planear uma ‚Äėremodela√ß√£o extrema‚Äô, o Wideband Sensitivity Upgrade, que o tornar√° ainda mais sens√≠vel e o manter√° como infraestrutura fundamental em futuras observa√ß√Ķes EHT de Sgr A* e de outros buracos negros.‚ÄĚ

O EHT realizou v√°rias observa√ß√Ķes desde 2017 e est√£o programadas observa√ß√Ķes de Sgr A* novamente em Abril de 2024. Todos os anos as imagens melhoram, j√° que o EHT vai incorporando novos telesc√≥pios, maior largura de banda e novas frequ√™ncias de observa√ß√£o. As expans√Ķes planeadas para a pr√≥xima d√©cada permitir√£o a realiza√ß√£o de filmes de alta fidelidade de Sgr A*, poder√£o revelar um jato oculto e permitir√£o aos astr√≥nomos observar caracter√≠sticas de polariza√ß√£o semelhantes noutros buracos negros. Entretanto, a extens√£o do EHT ao espa√ßo permitir√° obter imagens de buracos negros mais n√≠tidas do que nunca.

Observatório Europeu do Sul
apimprensa

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