"Eu definitivamente senti arrepios na espinha", disse Alexander Lupsasca, um membro jaºnior do Centro de Leis Fundamentais da Natureza de Harvard, lembrando o momento em que viu a foto pela primeira vez. Foi emocionante porque muito pouco se sabe sobre os buracos negros. E agora, Lupsasca e uma equipe de cientistas da Iniciativa Buraco Negro de Harvard dizem que a imagem pode ajudar a fornecer mais respostas: Escondidas dentro do anel incandescente, háum número infinito de fragmentos que oferecem uma maneira de capturar uma imagem de resolução ainda mais alta e dados mais precisos nos enigmas macia§os do universo.

“Sa£o objetos paradoxais. Eles são o epa­tome do que não entendemos ”, disse Andrew Strominger, professor de física de Gwill E. York em Harvard. "E émuito emocionante ver algo que vocênão entende." Os buracos negros são um dos grandes quebra-cabea§as da física moderna - onde a Teoria da Relatividade de Einstein e a meca¢nica qua¢ntica colidem. Os cientistas ainda sabem muito pouco sobre eles - sua massa, a velocidade de rotação, o que estãodentro do Espaço-tempo distorcido. Atéque o EHT produzisse a primeira imagem real, Strominger são podia investigar seus mistanãrios com matemática complexa, la¡pis e papel. "Chorei quando vi a foto deles", disse ele. Então, ele perguntou: "O que podemos aprender com isso?"

A foto reuniu teóricos - como Strominger - junto com observadores como Michael Johnson, primeiro autor do recente estudo da equipe EHT publicado no Science Advances e um astrofisico da Black Hole Initiative. "a‰ um exemplo de como um novo resultado pode levar a novas e inesperadas colaborações", disse Johnson.

Juntos, a equipe interdisciplinar descobriu que a rosquinha não éapenas uma rosquinha, mas uma coleção de sub-raios de luz curvados em loops mais finos quanto mais pra³ximos eles chegam do horizonte de eventos do buraco negro - um limite ao redor do buraco, que éo ponto de não retorno onde a matéria e atéa luz desaparece e ninguanãm sabe onde. Bem do lado de fora, éo que a equipe chama de casca de fa³ton. "Na regia£o", disse Lupsasca, "a gravidade não éforte o suficiente para capturar os raios de luz para sempre, mas éforte o suficiente para desvia¡-los tanto que eles circulam em ca­rculos". Nada pode dobrar a luz como um buraco negro.

Como Strominger temia, uma imagem de apenas um desses ananãis fornece informações sobre o inferno fora do buraco negro, mas não muito sobre o "praªmio", disse ele. Mas a equipe tem uma solução para isso: com a imagem de um segundo anel, eles podem comparar o buraco negro em dois períodos diferentes. Cada anel écomo uma imagem espelhada do buraco negro em diferentes pontos de sua história, não muito diferente dos ananãis de uma a¡rvore. Assim, como os reflexos infinitos de uma pessoa cercada por espelhos, as imagens empilhadas fornecem dados suficientes para aprender as propriedades essenciais do buraco negro: massa e rotação.

Os ananãis também revelam como o buraco negro distorce o Espaço-tempo. Seu brilho, espessura e forma individuais dependem da manipulação do monstro da geografia circundante. Na realidade, os ananãis estãolonge de serem ca­rculos perfeitos - como um inseto preso na atração gravitacional de um dreno, cada um deles traz um caminho distorcido em torno da paisagem bizarra do buraco negro.

Aqui éonde as coisas ficam mais estranhas: um buraco negro acumula imagens do passado. A luz écomposta de fa³tons, e cada um carrega um pouco da imagem do que quer que seja atingido. Então, quando vocêvaª uma a¡rvore, a luz bate na a¡rvore, salta para os seus olhos e seu cérebro eventualmente junta tudo como um mosaico. A luz presa na força gravitacional de um buraco negro pode girar uma vez, duas vezes ou um número infinito de vezes, dependendo do a¢ngulo de aproximação, disse Lupsasca. Aqueles que finalmente escapam na direção da Terra carregam um reflexo de como era o universo quando entraram na atração do buraco negro. Quanto mais a luz foi mantida em cativeiro, mais cedo no passado sua imagem émostrada.

“Enquanto olhamos para esses ananãis, primeiro, segundo, terceiro, etc., estamos olhando a luz de todo o universo visível; estamos vendo cada vez mais longe o passado, um filme, por assim dizer, da história do universo visível ”, disse Peter Galison, professor de Hista³ria da Ciência e da Fa­sica na Universidade Joseph Pellegrino, na imprensa da Black Hole Initiative lana§amento .

Normalmente, disse Johnson, essa forma de observação - chamada interferometria - requer mais de dois telesca³pios. Mas os ananãis do buraco negro tem uma propriedade especial: eles codificam suas propriedades em uma assinatura oscilante distinta. Por causa dessa assinatura, Johnson disse: "Vocaª pode dizer tudo o que precisa saber sobre o anel com apenas dois telesca³pios".

A Iniciativa Buraco Negro já possui um - o telesca³pio virtual do tamanho da Terra que eles usavam para ver o primeiro anel. Para o segundo, eles são precisam de uma linha de base mais longa entre os dois - um em a³rbita ou na lua funcionaria. A linha de base mais longa poderia melhorar a resolução da foto original em um fator de 100, disse Johnson.

Este ano, a pandemia do COVID-19 impediu o EHT de capturar uma nova imagem do buraco negro M87. Abril éo aºnico maªs em que o tempo estãoclaro o suficiente em todo o mundo para que cada telesca³pio obtenha uma imagem limpa. "Isso tem sido de partir o coração", disse Johnson.

Ainda assim, a equipe espera que eles capturem imagens de alta resolução de duas sub-pea§as em cerca de 10 a 20 anos - em pouco tempo, considerando que a primeira imagem de um buraco negro tem apenas um ano de idade.