Astrônomos mapeiam campos magnéticos de um buraco negro

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Imagem: Event Horizon Telescope/Divulgação
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O buraco negro dentro da galáxia Messier 87 (M87) não serviu apenas como modelo para a primeira foto de uma singularidade: ele ajudou a revelar como os campos magnéticos agem perto do horizonte de eventos – a região de onde nada pode escapar das imensas forças gravitacionais.

A luz natural ou aquela irradiada por uma lâmpada segue em todas as direções quando é emitida – por isso, ela ilumina ao seu redor, vibrando em planos infinitos e em todas as direções. À medida que a luz avança, os dois planos nos quais ela se forma (o elétrico e o magnético) giram em torno do eixo de propagação. Na luz polarizada, por sua vez, os planos de vibração elétrico e magnético não giram, e ela só se propaga em um plano.

Para tornar a luz natural polarizada, na Terra usamos lentes especiais; no espaço, isso acontece quando ela é emitida em regiões de altas temperaturas, onde há fortes campos magnéticos – como no horizonte de eventos de um buraco negro. “A polarização da luz carrega informações que nos permitem entender melhor a física por trás da imagem que vimos em abril de 2019”, disse o astrofísico Iván Martí-Vidal.

Campo magnético

Um mistério que sempre intrigou os astrofísicos é como uma parte da matéria que cede às gigantescas forças gravitacionais de uma singularidade escapa momentos antes de ser engolida, sendo lançada ao espaço em jatos de energia que alcançam milhares de anos-luz de distância (no caso do M87, cinco mil anos-luz além da galáxia).

A partir da imagem capturada pelos 11 telescópios que integram o Event Horizon Telescope (EHT) e mais a de sua sombra em luz polarizada, foi possível aos astrônomos entender o processo pelo qual o campo magnético do M87 empurra para fora a matéria – ao fazer isso, o fluxo de matéria e energia seria ejetado milhares de anos-luz além do buraco negro.

A visão polarizada do buraco negro em M87: as linhas marcam a orientação da polarização, relacionada ao campo magnético ao redor da sombra do buraco negro.A visão polarizada do buraco negro em M87: as linhas marcam a orientação da polarização, relacionada ao campo magnético ao redor da sombra do buraco negro.Fonte:  EHT/Divulgação 

“As observações sugerem que os campos magnéticos na borda do buraco negro são fortes o suficiente para empurrar o gás quente e ajudá-lo a resistir à atração da gravidade”, disse o astrofísico Jason Dexter ao site Space.com.

Conforme as partículas de gás carregadas giram ao redor da singularidade elas fortalecem o campo magnético – mas os pesquisadores perceberam que nem todo ele gira com o gás que espirala em direção ao horizonte de eventos.

Contra a maré

"Não vemos o mesmo mapa de polarização que esperaríamos se os campos magnéticos estivessem apenas envolvendo o buraco negro, sendo arrastados juntamente com o gás. O campo é forte porque pode resistir a ser tragado", explicou o astrofísico.

Mapear os campos magnéticos não foi uma tarefa muito fácil: de toda a luz emitida pelo buraco negro, apenas uma pequena parte é polarizada.

O jato de matéria lançada pelo buraco negro no centro da galáxia Messier 87 (M87), em luz polarizada captada pelo Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), do Chile.O jato de matéria lançada pelo buraco negro no centro da galáxia Messier 87 (M87), em luz polarizada captada pelo Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), do Chile.Fonte:  ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/Goddi et al. 

"Desenterrar aqueles sinais relativamente mais fracos e contabilizar erros maiores foi um esforço imenso", disse Dexter. Segundo o astrofísico, as mesmas observações poderão ser feitas no centro da nossa própria galáxia, onde ruge o buraco negro Sagitário A*: “Aprender mais sobre as propriedades físicas por trás da imagem do buraco negro da galáxia Messier 87 é apenas o começo.”

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