Qual será a aparência do buraco negro M87 em um ano

Uma equipe de pesquisa internacional conjunta, incluindo pesquisadores e institutos de pesquisa coreanos, conseguiu capturar a estrutura da sombra e o anel de luz do buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia M87 usando o Event Horizon Telescope (EHT). Este vídeo foi obtido a partir de dados observacionais de 2018. Acontece um ano depois do buraco negro M87, que foi capturado pela primeira vez na história da humanidade em 2017 e anunciado em 2019.

Imagens do buraco negro M87 foram obtidas a partir de observações em abril de 2017 (esquerda) e de observações em abril de 2018 (direita).  A parte negra central, chamada de sombra do buraco negro, e a luz curvada pela gravidade do buraco negro em um anel são observadas.  O tamanho da sombra do buraco negro e do seu anel são quase idênticos, mas a localização da parte mais brilhante do anel é diferente.  Faz sentido capturar a mudança na aparência do anel.  A linha branca na parte inferior representa a distância que a luz pode percorrer em quatro dias e é uma linha específica para estimar o tamanho do buraco negro.  (Fonte: © Colaboração EHT)
Imagens do buraco negro M87 foram obtidas a partir de observações em abril de 2017 (esquerda) e de observações em abril de 2018 (direita). A parte negra central, chamada de sombra do buraco negro, e a luz curvada pela gravidade do buraco negro em um anel são observadas. O tamanho da sombra do buraco negro e do seu anel são quase idênticos, mas a localização da parte mais brilhante do anel é diferente. Faz sentido capturar a mudança na aparência do anel. A linha branca na parte inferior representa a distância que a luz pode percorrer em quatro dias e é uma linha específica para estimar o tamanho do buraco negro. (Fonte: © Colaboração EHT)

O tamanho da sombra e da estrutura do anel do buraco negro capturada em 2018 correspondia ao tamanho de 2017. No entanto, houve uma diferença na localização da parte mais brilhante da estrutura do anel. De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, seria de esperar que o tamanho da estrutura do anel de um buraco negro fosse observado continuamente ao longo do tempo, mas a distribuição do brilho da estrutura do anel pode mudar devido a efeitos como a turbulência no plasma que rodeia o buraco negro.

Sabe-se que o tamanho da sombra do buraco negro e a sua estrutura em anel são determinados pela massa do buraco negro. A massa do buraco negro M87 está a aumentar muito lentamente e é provável que a sua massa mude muito pouco, mesmo durante um período de tempo mais longo do que a história humana. Se o tamanho da sombra e da estrutura do anel do buraco negro observado em 2017 for a estrutura prevista pela teoria geral da relatividade de Einstein, não deverá haver mudança no tamanho da estrutura quando ela for observada novamente.

(a) Ilustração mostrando a trajetória dos fótons passando em torno de um buraco negro.  Uma das características mais interessantes de um buraco negro é o seu horizonte de eventos.  Sabe-se que existe um horizonte de eventos ao redor do buraco negro, onde a gravidade é tão forte que nem mesmo a luz consegue escapar.  Devido à presença deste horizonte de eventos e à forte curvatura do espaço-tempo perto do buraco negro, a teoria da relatividade geral de Einstein prevê que os observadores verão uma estrutura em anel rodeando a sombra do buraco negro.  Depois que o buraco negro passa pelo horizonte de eventos, nem mesmo a luz consegue escapar devido à forte gravidade do buraco negro.  Fonte da imagem: https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo&ab_channel=Veritasium. (b) Imagem projetada do buraco negro gerada por simulação computacional.  Conforme mostrado na imagem à esquerda, devido à presença do horizonte de eventos do buraco negro, o observador observa uma estrutura em anel com um diâmetro de cerca de 5,2 raios de Schwarzschiltz* e a sombra do buraco negro no centro.  Sabe-se que o tamanho da sombra de um buraco negro é determinado pela massa do buraco negro.  Sabe-se que a massa do buraco negro M87 aumenta muito lentamente, pelo que quase não há alteração na sua massa, mesmo durante um período de tempo mais longo do que a história humana.  * O raio de Schwarzschild é o raio no qual um corpo celeste de uma certa massa se transforma em um buraco negro. Fonte da imagem: Center for Astrophysics |  Harvard e Smithsonian
(a) Ilustração mostrando a trajetória dos fótons passando em torno de um buraco negro. Uma das características mais interessantes de um buraco negro é o seu horizonte de eventos. Sabe-se que existe um horizonte de eventos ao redor do buraco negro, onde a gravidade é tão forte que nem mesmo a luz consegue escapar. Devido à presença deste horizonte de eventos e à forte curvatura do espaço-tempo perto do buraco negro, a teoria da relatividade geral de Einstein prevê que os observadores verão uma estrutura em anel rodeando a sombra do buraco negro. Depois que o buraco negro passa pelo horizonte de eventos, nem mesmo a luz consegue escapar devido à forte gravidade do buraco negro. Fonte da imagem: https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo&ab_channel=Veritasium. (b) Imagem projetada do buraco negro gerada por simulação computacional. Conforme mostrado na imagem à esquerda, devido à presença do horizonte de eventos do buraco negro, o observador observa uma estrutura em anel com um diâmetro de cerca de 5,2 raios de Schwarzschiltz* e a sombra do buraco negro no centro. Sabe-se que o tamanho da sombra de um buraco negro é determinado pela massa do buraco negro. Sabe-se que a massa do buraco negro M87 aumenta muito lentamente, pelo que quase não há alteração na sua massa, mesmo durante um período de tempo mais longo do que a história humana. * O raio de Schwarzschild é o raio no qual um corpo celeste de uma certa massa se transforma em um buraco negro. Fonte da imagem: Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian

Os pesquisadores compararam e analisaram imagens de observação de 2017 e 2018 para verificar mais uma vez a relatividade geral e a existência do buraco negro M87. A pesquisa de acompanhamento usando simulações de computador analisará as mudanças no brilho da estrutura do anel para encontrar maiores pistas sobre o processo de fluxo de matéria para dentro e para fora em torno do buraco negro.

READ  Plantas Companheiras que Ajudam na Saúde e Emoções da Meia-idade e Idosos Através da Compaixão - Bravo My Life

O Telescópio da Groenlândia, que participou recentemente em 2018, desempenhou um papel importante nesta observação. Novos telescópios foram adicionados aos oito EHTs existentes e o desempenho do próprio telescópio foi melhorado, melhorando bastante a resolução das imagens dos buracos negros. Os nove telescópios participantes são os seguintes: (1) o Atacama Millimeter/submillimeter Interferometer (ALMA), (2) o Atacama Pathfinder (APEX), (3) o telescópio de 30 metros do Laboratório Internacional Europeu de Radioastronomia (IRAM), ( 4) James Clerk Maxwell (JCMT), (5) Large Millimeter Telescope (LMT), (6) Submillimeter Telescope Array (SMA), (7) Submillimeter Telescope (SMT), (8) South Pole Telescope (SPT), ( 9) Telescópio da Groenlândia (GLT).

Telescópio da Groenlândia (GLT).  Ele está envolvido em observações EHT desde 2018 e desempenhou um papel importante na melhoria do desempenho da imagem.  Atualmente está localizado na região de Petovik, na Groenlândia, e planeja em breve se deslocar para o topo da Groenlândia para obter imagens de buracos negros em frequências mais altas.  (Fonte: Matsusita/Ásia)
Telescópio da Groenlândia (GLT). Ele está envolvido em observações EHT desde 2018 e desempenhou um papel importante na melhoria do desempenho da imagem. Atualmente está localizado na região de Petovik, na Groenlândia, e planeja em breve se deslocar para o topo da Groenlândia para obter imagens de buracos negros em frequências mais altas. (Fonte: Matsusita/Ásia)

A equipa EHT observou M87 a partir de 2017, e em 2018, 2021 e 2022, e está programada para realizar observações também em 2024. Em particular, este ano, a Rede de Observação de Rádio Espacial da Coreia (KVN, Rede VLBI da Coreia), gerida pelo Instituto Coreano de Astronomia e Ciências Espaciais, participará diretamente nas observações. Os pesquisadores disseram que esperam conseguir imagens mais precisas de buracos negros com a participação da KVN.

KVN Pyeongchang Radio Telescope KVN, operado pelo Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial, é uma rede de observação de interferometria de linha de base muito longa (VLBI) que consiste em quatro radiotelescópios de 21 metros instalados na Universidade Yonsei em Seul, na Universidade de Ulsan em Ulsan, e Seogwipo em Jeju.  (Anteriormente site da Universidade Tamra), Pyeongchang.  KVN pode alcançar alta resolução implementando um telescópio virtual tão grande quanto o nosso país.  Isto permite observações detalhadas das estruturas infinitesimais do universo, como buracos negros, núcleos galácticos ativos e zonas de nascimento e morte de estrelas.  Recentemente, a construção da Unidade 4 KVN foi concluída no campus da Universidade Nacional de Seul em Pyeongchang, e o radiotelescópio KVN Pyeongchang é o primeiro sistema receptor de 5 canais (22/43/86/150/230 GHz) do mundo.  Fonte: Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial
KVN Radiotelescópio Pyeongchang KVN, operado pelo Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial, é uma rede de observação de interferometria de linha de base muito longa (VLBI) que consiste em quatro radiotelescópios de 21 metros instalados na Universidade Yonsei em Seul, Universidade de Ulsan em Ulsan, e Seogwipo em Jeju. (Anteriormente site da Universidade Tamra), Pyeongchang. KVN pode alcançar alta resolução implementando um telescópio virtual tão grande quanto o nosso país. Isto permite observações detalhadas das estruturas infinitesimais do universo, como buracos negros, núcleos galácticos ativos e zonas de nascimento e morte de estrelas. Recentemente, a construção da Unidade 4 KVN foi concluída no campus da Universidade Nacional de Seul em Pyeongchang, e o radiotelescópio KVN Pyeongchang é o primeiro sistema receptor de 5 canais (22/43/86/150/230 GHz) do mundo. Fonte: Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial

Eli Cho, pesquisador de pós-doutorado no Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial e na Universidade Yonsei, e co-presidente de pesquisa de pós-doutorado no Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial e na Universidade Yonsei, disse: “A imagem do buraco negro é um importante processo que transforma os enormes dados observacionais que chegam de petabytes em imagens necessárias para pesquisas científicas. “Durante este processo de imagem, os investigadores coreanos, ao servirem como co-líderes da equipa de imagem, desempenharam um papel pioneiro num grande projecto colaborativo internacional”, confirmou o professor Park Jong-ho, da equipa de imagem do buraco negro. “Este resultado é o primeiro buraco negro M87 relatado em 2017, “disse o Departamento de Ciências Espaciais da Universidade Kyung Hee, co-líder da equipe de imagem do buraco negro. Astronomia e Atmosfera na Divisão do Sistema Terrestre: “Eu também capturei a mudança na aparência de o anel durante um curto período de tempo. Este resultado mostra a importância da monitorização contínua do buraco negro.” Os cientistas da Universidade Nacional de Kyungpook que participaram disseram: “Começando com a participação do Telescópio da Gronelândia, espera-se que mais telescópios, incluindo o KVN, participem em observações subsequentes, e nós estamos ansiosos pela possibilidade de tirar imagens do buraco negro.” “Buracos nunca vistos antes.”

READ  Teledyne FLIR lança módulo de câmera de imagem térmica radiativa 'Lepton 3.1R'

Os resultados da pesquisa foram publicados na edição de janeiro de 2024 da revista Astronomy & Astrophysics.

Título do artigo: A sombra persistente do enorme buraco negro M 87: I. Observações, calibração, imagem e análise

Copyright © My Neighbour Scientist Reprodução e redistribuição não autorizadas proibidas

Deixe um comentário

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *