NAOJ sugere que a imagem de 2022 de Sagittarius A* (Sgr A*) pode estar alongada

Aquela “primeira imagem” impressionante do buraco negro Sagittarius A* (Sgr A*), no centro da Via Láctea, ainda pode não representar com exatidão o que realmente existe ali, segundo investigadores do Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ).

Em vez do aspeto quase perfeitamente circular divulgado em 2022, o disco de acreção em torno de Sgr A* pode ser mais alongado.

Para chegar a essa hipótese, cientistas do NAOJ voltaram aos mesmos dados recolhidos originalmente pela equipa do Event Horizon Telescope (EHT). Esse conjunto de medições veio de uma rede de oito radiotelescópios instalados no solo e combinados por interferometria. Na análise inicial, o resultado mais famoso foi uma estrutura em anel luminoso envolvendo uma região central escura.

Na nova leitura, a mudança de forma não seria apenas estética: ela sugere diferenças na forma como a matéria está distribuída e em movimento dentro do disco.

Também é importante notar que a interpretação de dados de interferometria por rádio é conhecida por ser particularmente difícil. Para o astrónomo do NAOJ Miyoshi Mikato, o aspeto mais arredondado pode ter surgido do próprio processo usado para construir a imagem.

"Hipotetizamos que a imagem em anel resultou de erros durante a análise de imagem do EHT e que parte dela foi um artefacto, e não a estrutura astronómica real", sugeriu Miyoshi.

Explicando a aparência do buraco negro

Afinal, como Sgr A* aparece quando o NAOJ reprocessa os dados?

"A nossa imagem é ligeiramente alongada na direção leste-oeste, e a metade leste é mais brilhante do que a metade oeste", disse Miyoshi.

"Acreditamos que esse aspeto significa que o disco de acreção que envolve o buraco negro está a girar a cerca de 60 por cento da velocidade da luz."

O disco de acreção é composto por material extremamente aquecido que, por assim dizer, “desce pelo ralo”, sendo canalizado para o buraco negro de 4 milhões de massas solares. À medida que esse material circula no disco, o atrito e a ação de campos magnéticos elevam ainda mais a sua temperatura. Com isso, ele passa a emitir brilho sobretudo em raios X e no visível, além de produzir emissão em rádio.

Vários elementos podem alterar a aparência desse disco, incluindo a rotação do próprio buraco negro. Além disso, a taxa de acreção (isto é, quanto material entra no disco) e o momento angular do material também contribuem para a forma final.

A gravidade intensa do buraco negro ainda deforma a nossa visão do disco de acreção. Esse tipo de distorção, como num “espelho de parque de diversões”, torna a obtenção de imagens extremamente desafiadora. Por isso, tanto o retrato circular apresentado pelo EHT quanto a versão alongada proposta pelo NAOJ podem, em princípio, corresponder à forma real do disco.

Então, por que existem visões diferentes do buraco negro?

Como é que duas equipas, a partir do mesmo conjunto de dados, chegaram a representações ligeiramente diferentes de Sgr A*?

"Nenhum telescópio consegue captar uma imagem astronómica de forma perfeita", destacou Miyoshi. No caso das observações do EHT, a interferometria entre telescópios separados por grandes distâncias pode deixar lacunas nas medições. Durante a etapa de análise, os investigadores precisam de recorrer a técnicas específicas para reconstruir uma imagem “completa”. Foi esse procedimento que levou ao famoso resultado do “buraco negro redondo”.

A equipa de Miyoshi publicou um artigo científico com a sua interpretação. Nele, os autores defendem que a estrutura em anel apresentada pelo EHT em 2022 é, na verdade, um artefacto gerado pela função de espalhamento do ponto (PSF, na sigla em inglês) irregular nos dados do EHT.

A PSF descreve como um sistema de imagem responde a uma fonte pontual na região observada. Ela serve para estimar o nível de borramento provocado por imperfeições do sistema ótico (ou, neste caso, pelas falhas na cobertura do conjunto interferométrico). Em termos simples, o processo teve dificuldades ao “preencher” as lacunas existentes nos dados.

Ao repetir a análise, o NAOJ aplicou um método de mapeamento diferente, com outra forma de suavizar essas lacunas. O resultado foi um disco de acreção de Sgr A* com aparência alongada.

Na proposta do NAOJ, um dos lados do disco fica mais luminoso e isso seria compatível com um reforço Doppler à medida que o disco gira rapidamente. Eles indicam que a imagem alongada e a nova interpretação dos dados revelam uma porção do disco situada a alguns raios de Schwarzschild do buraco negro, a rodar a velocidades extremamente altas, e observada com um ângulo de 40°-45°.

O que vem a seguir?

Essa reanálise pode contribuir para uma compreensão mais fiel de como é, de facto, o disco de acreção de Sgr A*. O estudo do EHT que culminou na divulgação da imagem de 2022 representou a primeira tentativa detalhada de mapear a região em torno desse buraco negro.

O consórcio do EHT está a trabalhar em melhorias para gerar imagens interferométricas mais nítidas e ricas em detalhes, tanto para este quanto para outros buracos negros. Com o tempo, a expectativa é que isso leve a representações mais precisas.

Estudos posteriores também devem ajudar a reduzir as lacunas nas observações do disco de acreção. Além disso, análises detalhadas do ambiente imediato do buraco negro podem trazer mais pistas sobre o objeto que permanece oculto no interior do disco.

Este artigo foi publicado originalmente pelo Universe Today. Leia o artigo original.