- Novo estudo confirma formato de anel em imagem do buraco negro M87*, publicado na Nature.
- Reconstrução da imagem utilizou técnica independente da original, reforçando a validade do anel observado.
- O anel é formado pela luz curvada pela gravidade do buraco negro, criando uma estrutura brilhante ao redor da sombra.
- Novo algoritmo com inteligência artificial foi usado para minimizar erros e garantir maior precisão na análise.
- Resultados mostram que o anel se mantém consistente em diferentes anos, reforçando a teoria da relatividade geral.
Uma nova análise confirmou que o formato de anel observado na primeira imagem histórica de um buraco negro, divulgada em 2019, não foi apenas resultado dos métodos utilizados pelos cientistas para processar os dados.
Pesquisadores voltaram a analisar os registros do M87*, buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia Messier 87, e reconstruíram sua imagem utilizando uma técnica independente daquela empregada no estudo original. O resultado voltou a apresentar uma região escura cercada por uma estrutura brilhante em forma de anel.
O estudo foi publicado na revista científica Nature nesta quarta-feira (11). A confirmação é importante porque esse formato está entre as principais características esperadas nas imagens de um buraco negro.
Como é formado o anel ao redor do buraco negro?
O anel é produzido pela luz emitida pelo material extremamente quente que circula ao redor do buraco negro. A enorme força gravitacional do objeto curva o caminho dessa luz, criando a aparência de uma estrutura brilhante ao redor de uma região escura.
No centro está a chamada sombra do buraco negro, uma área associada ao horizonte de eventos, limite a partir do qual nem mesmo a luz consegue escapar. É importante destacar que o M87* não aparece diretamente na imagem. O que os radiotelescópios registram é a radiação emitida pelo material ao seu redor. A gravidade extrema distorce a trajetória dessa luz e produz o anel observado.
A primeira imagem histórica de um buraco negro
A estrutura foi responsável por tornar histórica a imagem apresentada em 2019 pelo Event Horizon Telescope (EHT), uma rede de radiotelescópios espalhados pelo planeta. Os equipamentos funcionam de maneira sincronizada e, juntos, formam uma espécie de telescópio virtual com dimensões próximas às da Terra.
A técnica permite observar detalhes extremamente pequenos no céu. Segundo os pesquisadores, enxergar o M87* nessa escala equivale, em termos de resolução angular, a distinguir a largura de um fio de cabelo a mais de mil quilômetros de distância.
Por que a imagem gerou dúvidas?
Apesar da capacidade dos equipamentos, existe uma limitação importante: não é possível instalar radiotelescópios em todos os pontos da superfície terrestre. Isso provoca lacunas nas observações, fazendo com que os cientistas precisem utilizar algoritmos para combinar os sinais captados e reconstruir a imagem.
Depois da divulgação do registro de 2019, outros pesquisadores analisaram os mesmos dados com métodos diferentes. Em algumas dessas reconstruções, o anel não apareceu de maneira tão clara. Os resultados levantaram questionamentos sobre quanto da estrutura observada correspondia efetivamente aos dados e quanto poderia depender das escolhas feitas durante o processamento.
Isso acontece porque a imagem não é uma fotografia convencional, como aquelas feitas por câmeras. Trata-se de uma reconstrução produzida a partir dos sinais captados por vários radiotelescópios. Por isso, repetir a análise com técnicas diferentes é uma maneira de verificar se as estruturas observadas são consistentes.
Nova técnica utilizou inteligência artificial
Para realizar a nova análise, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo que utiliza informações de grupos de três radiotelescópios. A estratégia ajuda a reduzir a influência de possíveis erros de calibração dos equipamentos.
A equipe também adotou uma abordagem diferente para treinar a inteligência artificial responsável pela reconstrução das imagens. Em vez de utilizar imagens de buracos negros como referência, o sistema foi treinado com fotografias de objetos e animais.
A intenção era diminuir o risco de que a tecnologia produzisse resultados influenciados pelo que os cientistas já esperavam encontrar. Além disso, o método não parte da suposição de que a imagem precisa apresentar determinado formato ou tamanho. A proposta é permitir que os próprios dados conduzam a reconstrução.
Anel foi identificado em diferentes anos
A nova técnica foi aplicada a observações do M87* realizadas em 2017, 2018 e 2021. Nos conjuntos de dados de melhor qualidade de cada período, a estrutura em forma de anel apareceu repetidamente e apresentou dimensões semelhantes.
O diâmetro médio identificado foi de 42,2 microssegundos de arco, medida praticamente igual à encontrada nas análises anteriores. Com base nesse resultado e na distância do objeto, os pesquisadores estimaram que o M87* possui uma massa equivalente a aproximadamente 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol.
O que a descoberta representa para a ciência?
O tamanho do anel também permite que os cientistas comparem as observações com as previsões da Teoria da Relatividade Geral, desenvolvida por Albert Einstein, sobre o comportamento da luz nas proximidades de objetos com gravidade extrema.
Apesar da confirmação, a nova análise não significa que todos os detalhes da imagem estejam definitivamente estabelecidos. Características como a espessura exata do anel e a distribuição do brilho ao seu redor ainda apresentam variações conforme o método utilizado e a qualidade dos dados disponíveis.
O resultado mais consistente é justamente a característica que marcou o registro histórico de 2019: uma estrutura compacta em forma de anel, com uma região escura no centro, compatível com a sombra de um buraco negro.