Mislav Baloković , um pa³s-doutorado no Centro de Astronomia e Astrofísica de Yale, tem um mirante privilegiado para o buraco negro mais famoso que os humanos já viram.

Esse seria o buraco negro supermassivo da gala¡xia M87, localizado a 55 milhões de anos-luz da Terra.

Dois anos atrás, a Event Horizon Telescope Collaboration (EHTC) - uma colaboração global de astrofisicos e observata³rios que criaram um telesca³pio virtual do tamanho da Terra, divulgou uma imagem do M87. Foi a primeira fotografia de um buraco negro e uma conquista técnica elogiada por cientistas de todo o mundo.

Balcković, que veio para Yale no outono passado, émembro do EHTC. Ele éum dos principais contribuintes e coautor de um estudo publicado em 14 de abril no The Astrophysical Journal Letters, que lana§a uma nova luz sobre o ambiente ca³smico em torno do buraco negro de M87.

Os dados do EHTC permitira£o aos cientistas conduzir novas linhas de investigação em algumas das áreas mais desafiadoras da astrofa­sica. Por exemplo, os cientistas usara£o os dados para melhorar os testes da teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Atualmente, os principais obsta¡culos para esses testes são as incertezas sobre o material girando em torno de um buraco negro e sendo expelido do buraco negro em jatos que produzem luz que abrange todo o espectro eletromagnanãtico, desde ondas de ra¡dio atéluz visível e raios gama.

O novo estudo também fornece informações sobre a origem dos raios ca³smicos -partículas energanãticas que bombardeiam continuamente a Terra a partir do Espaço. Acredita-se que os enormes jatos lana§ados de buracos negros sejam a fonte mais prova¡vel dos raios ca³smicos de maior energia, mas os cientistas tem muitas daºvidas sobre como isso ocorre.

Baloković conversou com a YaleNews sobre as novas descobertas e o que elas significam para um estudo mais aprofundado do universo.

Os buracos negros residem no coração de quase todas as gala¡xias, incluindo nossa Via La¡ctea. Esses buracos negros “supermassivos” contem a massa combinada de um milha£o a um bilha£o de estrelas em um volume menor que o nosso sistema solar. Apesar de seu tamanho relativamente pequeno na escala ca³smica, os buracos negros supermassivos conseguem influenciar a evolução de toda a sua gala¡xia hospedeira. Enormes quantidades de radiação são emitidas de seu ambiente imediato e eles lana§am jatos departículas em movimento rápido que podem escapar dos limites das gala¡xias. Embora os detalhes desses processos não sejam bem compreendidos, já temos ampla evidência observacional de que os buracos negros supermassivos desempenham um papel importante na formação de gala¡xias em escalas de tempo ca³smicas.

Reunimos um conjunto de dados reunido de quase todas as partes observa¡veis ​​do espectro eletromagnanãtico, combinado no tempo com a agora ica´nica imagem do buraco negro na gala¡xia M87. Estudando este conjunto de dados, estabelecemos que o padrãode emissão do jato estãoestruturado de forma que a emissão de baixa energia se origine principalmente das imediações do buraco negro, enquanto a emissão de alta energia foi predominantemente gerada mais longe ao longo do jato durante as observações em 2017.

Essa percepção nos ajuda a entender melhor como aspartículas no jato são aceleradas atéquase a velocidade da luz, produzindo alguns dos raios ca³smicos de mais alta energia que permeiam o espaço profundo. Tambanãm éimportante definirmos uma linha de base para estudos demudanças nos anos seguintes e permitirmos comparações mais detalhadas de modelos teóricos com dados reais em um futuro pra³ximo.

Participei do trabalho da equipe principal que conduziu o estudo e coordenei a consolidação dos dados entre equipes de especialistas para cada um dos 19 observata³rios participantes. Eu me especializei em observações na porção de raios-X do espectro eletromagnanãtico, usando os observata³rios de raios-X espaciais da NASA, NuSTAR, Chandra e Swift.

Tambanãm participei de observações realizadas em 2018 e do planejamento da campanha de observação de 2021 que estãoacontecendo no momento. Essas observações adicionais ira£o melhorar ainda mais a qualidade dos dados e nos permitira£o examinar em detalhes como as imagens e os padraµes de emissão mudam ao longo do tempo.

Entrei para o EHTC depois de terminar meu doutorado. tese em 2017, vários meses após as primeiras observações foram realizadas. Eu rapidamente conheci muitos novos colegas de todo o mundo e lembro como todos estavam entusiasmados com o fato de a campanha de observação de 2017 ter sido um sucesso. Ter mesmo um papel pequeno em um empreendimento tão complexo e ambicioso pode ser muito recompensador.

Atérecentemente, trabalhei como coordenador do grupo de comunicação com o paºblico, tendo coberto o anaºncio mundial da primeira imagem do buraco negro em abril de 2019. Adoro o cara¡ter global do EHTC e a diversidade de cultura e expertise que contanãm - aprende-se algo novo em cada reunia£o do grupo. Acredito firmemente que as diferentes perspectivas que os membros da colaboração trazem para as nossas discussaµes possibilitam a entrega de resultados cienta­ficos impactantes e confia¡veis.

Naturalmente, foi muito emocionante colocar os olhos em algo que poucos viram. Isso foi durante um workshop em Harvard, onde trabalhava na anãpoca, com a participação de vários membros do EHTC. Lembro-me de ter pensado em como este resultado deve ser uma conquista nota¡vel e culminante para meus colegas mais velhos que trabalharam continuamente para alcana§a¡-lo por atéduas décadas.

Tambanãm foi um ala­vio que tantos trabalhos anteriores sobre buracos negros foram validados e fortemente impulsionados para a frente. Muitos fena´menos astrona´micos, comea§ando com a descoberta do primeiro quasar em 1963, foram explicados assumindo a existaªncia de buracos negros supermassivos.

A primeira imagem do buraco negro na gala¡xia M87, e a imagem polarizada mais recente, são inovadoras por direito pra³prio. No entanto, a fim de melhorar nossa compreensão do ambiente em que o buraco negro reside e ainda mais afiar os testes da Teoria Geral da Relatividade, precisa¡vamos complementa¡-los com informações exclusivamente disponí­veis em outras partes do espectro eletromagnanãtico.

O conjunto de dados recanãm-publicado permitira¡ que muitos grupos de pesquisa em todo o mundo testem se seus modelos teóricos podem reproduzir o padrãode emissão do M87 no momento em que a imagem ica´nica foi obtida. Modelos teóricos complexos baseados em nossa compreensão de ponta dos ambientes de buracos negros nos ajudara£o a obter uma nova visão sobre como os buracos negros supermassivos lana§am jatos departículas em movimento rápido nas gala¡xias que os cercam, consequentemente influenciando sua evolução.