Telescópio Espacial James Webb estudará o buraco negro monstruoso da Via Láctea

 Ele se unirá ao Event Horizon Telescope.

Representação de um artista do Telescópio Espacial James Webb. (Crédito da imagem: Northrop Grumman)

Os astrônomos precisavam de um telescópio do tamanho da Terra para visualizar o buraco negro monstruoso no centro da Via Láctea – e da próxima vez que enfrentarem as observações contínuas, terão a ajuda do observatório de próxima geração da NASA no espaço.

O Telescópio Espacial James Webb , também conhecido como JWST ou Webb, foi lançado em dezembro de 2021 e está finalizando os preparativos para começar a observar o universo. Entre as tarefas programadas para o primeiro ano de trabalho do novo observatório está a parceria com o Event Horizon Telescope (EHT), o conjunto global de observatórios que publicou a primeira foto de um buraco negro em abril de 2019.

O EHT repetiu a façanha em maio, quando divulgou a primeira imagem de Sagitário A* , o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia Via Láctea , em maio, revelando um anel dourado irregular e embaçado em um fundo preto.

Um dos inúmeros cientistas que esperavam para ver essa imagem era Farhad Yusef-Zadeh, astrônomo da Northwestern University, em Illinois. Ele foi particularmente investido no trabalho do EHT em Sagitário A* porque, no início deste ano, ele recebeu um tempo precioso no JWST para observar o buraco negro monstruoso. 

A imagem não decepcionou. "Foi uma boa surpresa", disse ele ao Space.com. 

"Achei que a imagem seria um pouco mais confusa por causa da variabilidade de Sagitário A*", disse ele. "Parece muito bom, com certeza - para uma primeira imagem." 

Sagitário A* é um objeto complicado de estudar porque – além de todas as restrições usuais de um buraco negro – manchas ao longo de seu horizonte de eventos de repente disparam partículas quase à velocidade da luz. (O horizonte de eventos de um buraco negro é o ponto além do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar.) Essas explosões podem ocorrer quatro ou cinco vezes por dia, tornando Sagitário A* uma fera particularmente mutável. 

“Esses hotspots basicamente acendem e inflamam de repente”, disse Yusef-Zadeh. "É como um fogo de artifício, essencialmente, e dura cerca de meia hora mais ou menos. Às vezes eles vêm juntos; você tem vários fogos de artifício, simultaneamente ou um após o outro." 

Mas a mecânica das chamas em si é um mistério.

Uma imagem do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, um gigante apelidado de Sagitário A*, revelado pelo Event Horizon Telescope em 12 de maio de 2022.(Crédito da imagem: colaboração do Event Horizon Telescope)

"Ainda não sabemos como os flares são produzidos", disse Yusef-Zadeh. "Flares são partículas como partículas de raios cósmicos que estão se movendo perto da velocidade da luz . Algo deve tê-los realmente acelerado para chegar perto da velocidade da luz, e ainda não sabemos o que é." 

Cada clarão é visível pela primeira vez na luz infravermelha, mas com o tempo o sinal se estende até o que os astrônomos chamam de radiação submilimétrica. E, coincidentemente, é a radiação submilimétrica que o Event Horizon Telescope coleta para fazer suas imagens de buracos negros – o que significa que os cientistas do EHT estão detectando o sinal do buraco negro subjacente e o da erupção. 

"Esta é a pior coisa que pode acontecer para imaginar um buraco negro, porque você não quer observar uma fonte variável", disse Yusef-Zadeh. "Você precisa remover o componente variável para realmente construir uma imagem adequada da própria fonte." 

É aí que Webb entra. 

JWST traz vários pontos fortes para a colaboração. Orbitando um ponto a quase 1,5 milhão de quilômetros da Terra , não há tempo nublado para interferir nas observações. E o ponto de observação distante, junto com o enorme escudo solar do observatório, mantém seus instrumentos frios o suficiente para estudar a luz infravermelha. Além disso, o Webb possui dois instrumentos que podem coletar dados simultaneamente em dois tipos diferentes de luz infravermelha. 

“Ter a capacidade de observar simultaneamente os eventos de queima no infravermelho próximo e no infravermelho médio, até onde eu sei, nunca foi feito antes”, disse Yusef-Zadeh. As observações contínuas em ambos os comprimentos de onda devem permitir aos cientistas distinguir entre Sagitário A* e suas erupções. "É como dois telescópios, basicamente, observando simultaneamente."

O Telescópio Espacial Hubble estudou a região ao redor de Sagitário A* em luz infravermelha para produzir esta imagem, lançada em 2009.(Crédito da imagem: NASA, ESA, STScI, Q. Daniel Wang (UMass))

(O venerável Telescópio Espacial Hubble da NASA estudou Sagitário A* em infravermelho. Mas o Hubble só pode monitorar um comprimento de onda de cada vez e observa em pedaços com apenas 45 minutos de duração enquanto passa entre o dia e a noite na órbita da Terra.) 

Por causa da parceria com o EHT, a equipe de Yusef-Zadeh está sujeita às restrições de programação do programa, que normalmente realiza suas observações durante cerca de uma semana em março ou abril para buscar o clima mais promissor. A campanha da próxima primavera está programada para abril de 2023, disse ele, quando o JWST passará 25 horas estudando o buraco negro supermassivo. 

Independentemente das observações do EHT, Yusef-Zadeh disse que espera que as observações do Webb de erupções ensinem aos cientistas muito sobre como esses recursos funcionam. 

Mas será que Sagitário A* brilhará enquanto Webb estiver assistindo? Yusef-Zadeh acha que as probabilidades favorecem sua equipe. "Tenho a sensação de que ter dois dias é bom e, se não der certo, você volta no ano seguinte", disse ele. "Vamos tentar de novo; não é um acordo único."

 E mesmo que o JWST não consiga capturar um flare, as observações ainda serão valiosas, enfatizou, dada a parceria com o Event Horizon Telescope. "Algumas pessoas podem realmente gostar de não ter nenhum surto - isso significa que a imagem será muito boa, então não está interferindo em nada com a imagem EHT", disse ele. 

Em última análise, ele disse, ele fará qualquer observação que conseguir. "É um buraco negro. Pode fazer o que quiser."

Fonte: space.com