A equipe do Event Horizon Telescope (EHT) que nos revelou a primeira imagem de um buraco negro, e também a imagem do buraco negro Sagitarius A* que reside no centro da nossa galáxia, Via Láctea, revelou agora a imagem de rádio mais detalhada de um blazar, o J1924-2914. 

No centro da maioria das galáxias, incluindo a Via Láctea, há um buraco negro gigantesco que pode ter a massa de milhões ou bilhões de sóis. Em algumas galáxias, esse buraco negro supermassivo pode coletar um disco rodopiante de gás, poeira e detritos estelares ao seu redor para se “alimentar”.

À medida que o material do disco cai em direção ao buraco negro, sua energia gravitacional pode ser convertida em luz, tornando os centros dessas galáxias muito brilhantes e são conhecidos como núcleos galácticos ativos (AGNs).

Alguns desses núcleos galácticos ativos também disparam jatos de material que viajam perto da velocidade da luz. Os cientistas chamam isso de quasar. E quando uma galáxia está voltada para a Terra de modo que os jatos apontem diretamente para o nosso planeta é chamado de blazar. Em resumo, um blazar é um buraco negro supermassivo ativo cujo jato está sendo disparado em nossa direção. 

A descoberta desse estudo que foi publicado no The Astrophysical Journal, é baseada em dados feitos durante a campanha de observação em abril de 2017 quando a equipe do EHT se uniu para observar o horizonte de eventos de buracos negros. Que é o limite até onde a luz consegue passar próxima ao buraco negro sem ser sugada pela força gravitacional extrema. Como nem a luz pode escapar, além do horizonte de eventos tudo é escuridão, porém junto com gás, poeira e átomos se chocando em velocidades extremas, as micro-ondas do disco de gás que fica em volta do buraco, conhecido como disco de acreção, formam um anel de radiação que pode ser captada para mostrar o contorno do buraco negro. E é isso que mostra a imagem, obtida a partir do cruzamento dos dados dos observatórios que formam o EHT.

Não bastava simplesmente captar a radiação. O processamento dos dados obtidos pela interferometria das ondas captadas através de cada um dos telescópios exigiu muita tecnologia e o trabalho de um grupo enorme de cientistas, tanto que a primeira imagem só foi revelada em 2019, dois anos após a observação.

E agora a equipe do EHT forneceu observações do blazar J1924-2914 com resolução angular sem precedentes, analisando estruturas a cerda de 3 anos-luz do buraco negro. Sendo que a galáxia hospedeira está localizada a mais de 4 bilhões de anos-luz da Terra. A equipe analisou estruturas de apenas alguns anos-luz de tamanho a centenas de anos-luz de largura, graças à combinação dos vários observatórios ao redor do mundo atuando como um telescópio do tamanho da Terra. 

As observações revelaram que o jato do blazar é helicoidal, como uma escada em espiral de plasma em erupção nas proximidades do buraco negro. A resolução angular dessas observações é equivalente a ver aqui da Terra uma laranja na superfície da Lua.

As imagens revelam um jato helicoidal emergindo de um núcleo de quasar compacto. Um estudo da fonte em diferentes escalas angulares foi possibilitado por observações quase simultâneas em toda a banda de radiofrequência – o EHT, operando a 230 GHz, o Global Millimeter VLBI Array, operando a 86 GHz, e o Very Long Baseline Array operando a 2,3 e 8,7GHz.

Os cientistas do EHT conseguiram mapear a emissão linearmente polarizada na parte interna do quasar J1924-2914. “Nossas imagens constituem as imagens de maior resolução angular de emissão polarizada de um quasar já obtidas.” diz Sara Issaoun, NHFP Einstein Fellow no Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachusetts e líder deste estudo. “Vemos detalhes interessantes no núcleo mais interno fortemente polarizado da fonte; a morfologia da emissão polarizada está sugerindo a presença de uma estrutura de campo magnético torcida.” acrescentou Sara.

A emissão do blazar sendo polarizado significa que a luz está oscilando em uma determinada direção. Isso é causado pela presença de um poderoso campo magnético.

A emissão de J1924-2914 também foi usada nas observações do Sagitário A* , o buraco negro supermassivo que reside no centro da Via Láctea.   

“J1924-2914 é nosso principal calibrador para os estudos de Sagitário A* – isso significa que precisávamos entendê-lo muito bem, para que pudéssemos usar esse conhecimento para melhorar a intensidade total e a calibração polarimétrica da fonte mais difícil e variável no tempo que é Sagitário A*”, explica Maciek Wielgus, do Instituto Max Planck de Radioastronomia.

Observações futuras do EHT trarão imagens de muitas outras fontes, ao mesmo tempo em que ultrapassam os limites na observação do comprimento de onda e da resolução.

Fontes: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac7a40#apjac7a40s5

https://eventhorizontelescope.org/blog/resolving-core-j1924-2914-blazar-event-horizon-telescope