Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) bate recorde de resolução a 0,87 mm (345 GHz)

Em testes com imagens de galáxias muito distantes, um conjunto de telescópios do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) alcançou as observações de maior resolução já obtidas a partir da superfície da Terra.

Esse marco aproxima a possibilidade de imagens ainda mais impressionantes de buracos negros supermassivos. As melhorias previstas podem entregar imagens com 50% mais detalhe do que as que já vimos até agora - as de M87, um buraco negro supermassivo a 55 milhões de anos-luz, e de Sagittarius A (Sgr A*), o buraco negro supermassivo no centro da nossa própria galáxia.

Resolução histórica do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT)

As novas medições, feitas com apenas alguns dos radiotelescópios que compõem a rede do EHT, não produziram imagens inéditas. Para gerar imagens, é necessária a força total de toda a matriz.

Ainda assim, o ensaio deu certo ao observar o Universo com a melhor resolução já atingida a partir do solo, ao captar luz infravermelha muito distante numa frequência mais alta, de 345 GHz - correspondente a um comprimento de onda de apenas 0,87 milímetro.

"Com o EHT, vimos as primeiras imagens de buracos negros usando observações no comprimento de onda de 1,3 milímetro, mas o anel brilhante que vimos, formado pela curvatura da luz na gravidade do buraco negro, ainda parecia desfocado porque estávamos no limite absoluto do quão nítidas conseguíamos deixar as imagens", diz o astrofísico Alexander Raymond, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

"A 0,87 mm, as nossas imagens serão mais nítidas e detalhadas, o que por sua vez provavelmente revelará novas propriedades, tanto as que já eram previstas quanto talvez algumas que não eram."

VLBI: por que a rede do EHT é do tamanho da Terra

As imagens de M87* e Sgr A* são resultado de uma técnica chamada interferometria de base muito longa (VLBI), que reúne não apenas um, mas muitos conjuntos de radiotelescópios espalhados pelo mundo, todos a trabalhar em conjunto com precisão sincronizada.

Ao combinar várias matrizes, o sistema funciona, na prática, como se tivesse uma área de coleta do tamanho da Terra. Quanto mais antenas entram na observação, mais detalhados ficam os dados gerados. Em contrapartida, esse volume de telescópios produz uma quantidade enorme de informação - e separar, analisar e processar tudo isso até formar uma imagem do horizonte de eventos de um buraco negro é uma tarefa monumental. Entre a recolha dos dados e as etapas de análise e processamento, cada imagem exige dedicação, tempo e trabalho intenso.

Mesmo assim, as imagens finais ainda ficam bastante desfocadas - e existem apenas dois caminhos para aumentar a resolução. O primeiro é ampliar o tamanho do telescópio. Isso não vai acontecer tão cedo: o EHT já tem escala planetária. O segundo é observar numa frequência mais alta.

0,87 mm a 345 GHz: desafios, correções e o que vem a seguir

A alternativa de observar em frequência mais alta é bem mais viável, mas está longe de ser simples. Um exemplo: o vapor de água absorve ondas de 0,87 milímetro muito mais do que as de 1,3 milímetro, o que torna a atmosfera muito mais opaca nesse comprimento de onda. Observações anteriores a 0,87 milímetro dependeram de um telescópio espacial, que não dispõe da área de coleta do tamanho da Terra que o EHT consegue ao operar como rede.

A colaboração do EHT desenvolveu um método para corrigir os efeitos do vapor de água na atmosfera, aumentando a eficiência da matriz e permitindo realizar observações a 0,87 milímetro a partir do solo.

Essas novas observações indicam uma resolução equivalente a enxergar uma tampinha de garrafa na Lua a partir da Terra - o que sugere que poderemos detetar buracos negros supermassivos menores, mais ténues e mais distantes.

Elas também abrem caminho para, em breve, termos visões em múltiplas “cores” do material quente e turbulento que gira em torno desses gigantes cósmicos, ao produzir imagens simultâneas nos comprimentos de onda de 1,3 milímetro e 0,87 milímetro.

"Para entender por que isso é um avanço, pense no salto de detalhe que se obtém ao passar de fotos em preto e branco para fotos a cores", diz o astrofísico Sheperd 'Shep' Doeleman, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian e do Observatório Astrofísico Smithsonian.

"Essa nova 'visão a cores' permite separar os efeitos da gravidade de Einstein do gás quente e dos campos magnéticos que alimentam os buracos negros e lançam jatos poderosos que se estendem por distâncias galácticas."

Estamos muito perto de descobrir sobre buracos negros mais do que em qualquer outro momento. Vale ficar atento: ciência épica está à espreita no horizonte de eventos.

A pesquisa foi publicada no Jornal Astronômico.