Mudanças visíveis foram detectadas no primeiro buraco negro fotografado
Foram detectadas mudanças "drásticas" no primeiro buraco negro já fotografado; agora, cientistas tentam desvendar a razão por trás
Um dos primeiros buracos negros a ser capturado em imagem, o M87*, revelou-se ainda mais enigmático do que se pensava, conforme novas imagens de seu ambiente em constante transformação foram analisadas.
O objeto em questão tem apresentado alterações inesperadas em seus campos magnéticos, visíveis na luz polarizada — ou seja, ondas de luz que se orientam de maneira uniforme, seja verticalmente ou horizontalmente.
A comunidade astronômica está dedicando esforços significativos para estudar as imagens disponíveis, com o objetivo de aprofundar a compreensão sobre o papel dos campos magnéticos em buracos negros como o M87*. Um dos co-autores do estudo declarou ao Live Science que, idealmente, um “filme” do buraco negro — uma sequência de imagens capturadas com frequência semanal — poderá no futuro revelar melhor as variações nos campos magnéticos, dada a velocidade com que M87* evolui.
“Com apenas três imagens de M87*, estamos apenas começando a arranhar a superfície de seus mistérios em escala de horizonte — mas temos certeza de que podemos”, afirmou Sebastiano von Fellenberg, que atuava no Instituto Max Planck para Astronomia de Rádio (MPIfR) na Alemanha durante a pesquisa.
As imagens do M87* foram obtidas nas campanhas de 2017, 2018 e 2021 por meio da colaboração do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT), uma rede global de telescópios de rádio que recentemente incorporou dois novos observatórios à sua rede, localizados no Arizona e na França. Como seu nome sugere, o buraco negro está situado no centro da galáxia Messier 87 (M87), a aproximadamente 55 milhões de anos-luz da Terra.
Atualmente, o EHT, em parceria com o MPIfR, está examinando o “ambiente dinâmico” ao redor do buraco negro após analisar as três imagens mencionadas, conforme anunciado em um comunicado oficial.
O M87* é colossal, possuindo mais de seis bilhões de vezes a massa do Sol. As novas informações sobre polarização oferecem aos cientistas dados cruciais sobre como os campos magnéticos ao seu redor estão organizados e qual é a intensidade desses campos.
A teoria sugere que os campos magnéticos nos buracos negros supermassivos estão situados em um disco de plasma (gás super aquecido) que orbita o buraco negro. Esses campos se entrelaçam formando “torres magnéticas” repletas de energia impressionante.
Essa energia impulsiona a matéria ao longo de jatos estabilizados pelos campos magnéticos, movendo-se quase à velocidade da luz. Os jatos se originam em uma área diminuta ao redor do buraco negro, mas têm um impacto significativo na formação estelar e na distribuição de energia da galáxia — ambos fatores que influenciam a evolução galáctica.
Von Fellenberg, atualmente associado ao Instituto Canadense para Astrofísica Teórica da Universidade de Toronto, destaca duas conclusões principais desse trabalho: a variabilidade da polarização e a consistência das imagens de intensidade total (imagens topográficas) do M87*.
“Ambos os resultados são esperados até certo ponto”, explicou. “A intensidade total está relacionada ao potencial gravitacional do buraco negro e não deve mudar significativamente ao longo dos poucos anos em que as imagens foram coletadas”.
No entanto, a polarização “traça o estado da matéria e do campo magnético no fluxo de acreção — e, até certo ponto, ao longo da base do jato”. Portanto, “as mudanças que observamos implicam que cada instante captura um estado diferente dessas propriedades, o que é consistente com as previsões teóricas”.
Mudança drástica
Uma grande surpresa surgiu com uma medida de polarização registrada em 2021, chamada ângulo β₂. Em comparação com leituras anteriores feitas em 2017 e 2018, essa medida “muda tão drasticamente que não se alinha mais com o fluxo de energia eletromagnética dos anos anteriores”, comentou von Fellenberg.
Conforme explicado no comunicado oficial, o padrão de polarização “inverteu a direção” entre as três imagens: os campos magnéticos giravam numa direção em 2017, estabilizavam-se em 2018 e então se inverteram em 2021.
Cientistas estão investigando as causas dessa mudança. Eles sabem pela física que essa discrepância só pode ser explicada caso não haja alterações adicionais na polarização causadas por elétrons ou matéria ao longo da linha de visão — um fenômeno conhecido como rotação Faraday externa.
Com isso, a equipe possui quatro possíveis explicações: uma alteração na estrutura subjacente do campo magnético; uma mudança no grau da rotação Faraday; contribuições evolutivas provenientes de diferentes regiões emissoras (como o disco ou jato); ou uma combinação dos três fatores iniciais.
