Batido recorde de resolução em observações astronômicas a partir do solo

Com informações do ESO - 27/08/2024

Ilustração das detecções de maior resolução já feitas a partir da superfície da Terra.
[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Recorde de resolução astronômica

O Telescópio Horizonte de Eventos (EHT: Event Horizon Telescope), a instalação virtual por trás das primeiras imagens mostrando um buraco negro, fez agora observações de teste com a mais alta resolução já obtida a partir da superfície da Terra.

Isto foi possível porque se detectou a radiação emitida por galáxias distantes a uma frequência de cerca de 345 GHz, o equivalente a um comprimento de onda de 0,87 mm.

Com esta capacidade, a equipe do EHT estima que será possível obter imagens dos buracos negros com 50% mais detalhes do que o que tem sido possível até agora. Será também possível obter imagens de mais buracos negros dos que os observados até agora - a equipe já fotografou os buracos negros M87*, no centro da galáxia Messier 87, na constelação da Virgem, e do Sagitário A*, no centro da Via Láctea.

Estas imagens foram obtidas através da conexão de vários radiotelescópios em todo o planeta, utilizando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI), que permitiu criar um único telescópio virtual do "tamanho da Terra".

Localização dos observatórios utilizados neste teste piloto do EHT usando um comprimento de ondas menor.
[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Quando não dá para aumentar o telescópio...

Para obter imagens de maior resolução, normalmente os astrônomos recorrem a telescópios maiores ou a uma maior separação entre os observatórios que fazem parte do interferômetro. No entanto, como o EHT já é do tamanho da Terra, foi necessário utilizar uma abordagem diferente para aumentar a resolução das observações.

Outra forma de aumentar a resolução de um telescópio consiste em observar a radiação emitida pelos objetos astronômicos em um comprimento de onda mais curto. Foi isso que a equipe do EHT fez.

"Com o EHT, obtivemos as primeiras imagens de buracos negros a partir de observações levadas a cabo no comprimento de onda de 1,3 mm. No entanto, o anel brilhante que vimos, formado pela curvatura da luz devido à gravidade do buraco negro, ainda estava desfocado porque nos encontrávamos no limite absoluto da nitidez das imagens.

"A 0,87 mm, as nossas imagens apresentam-se mais nítidas e detalhadas, o que, por sua vez, irá provavelmente revelar novas propriedades destes objetos, tanto as que foram previamente previstas como outras que provavelmente não o foram," explicou Alexander Raymond, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

Simulação que ilustra o aspecto de um buraco negro em diferentes comprimentos de onda, ainda sem as melhorias de resolução.
[Imagem: Christian M. Fromm/Julius-Maximilian University]

Enxergando melhor os buracos negros

Nesta experiência piloto, o EHT obteve observações com uma resolução de 19 microssegundos de arco, o que corresponde à resolução mais elevada já obtida a partir da superfície da Terra. Já houve observações astronômicas com maior resolução, mas obtidas através da combinação de sinais capturados por telescópios no solo com um telescópio no espaço. As novas observações anunciadas hoje são as de mais alta resolução já obtidas utilizando apenas telescópios terrestres.

Para testar a nova técnica, o EHT foi apontado para galáxias ativas muito distantes, objetos muito brilhantes que são alimentados por buracos negros supermassivos existentes nos seus núcleos. Este tipo de fonte ajuda a calibrar as observações, antes de apontar o EHT para fontes de luminosidade mais fraca, como buracos negros próximos.

No entanto, não foram criadas imagens já que, apesar de terem sido realizadas detecções robustas da radiação emitida por várias galáxias distantes, não foram utilizadas antenas suficientes para se poder reconstruir com precisão uma imagem a partir dos dados coletados.

Ainda assim, este teste técnico abre o caminho para a geração de imagens mais nítidas dos buracos negros. Com o conjunto completo de antenas, o EHT poderá observar detalhes tão pequenos como 13 microssegundos de arco, o equivalente a ver uma moeda na Lua a partir da Terra. Isto significa que, usando o comprimento de onda de 0,87 mm, será possível obter imagens com uma resolução de cerca de 50% melhores do que as imagens de 1,3 mm do M87* e do Sagitário A*. Além disso, será provavelmente possível observar buracos negros mais distantes, menores e mais tênues do que os dois que já foram observados até agora.

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