Cientistas conseguem maior resolução de sempre em observações com telescópios terrestres

São apresentadas como as observações com a mais alta resolução alguma vez registada com telescópios terrestres e abrem uma janela de oportunidade para obter imagens de buracos negros 50% mais pormenorizadas do que era possível até agora, entre outras hipóteses.

This artist’s impression shows the locations of multiple radio observatories across the planet, which participated in a pilot experiment conducted by the Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration that obtained the highest-resolution observations from the ground. The test observations detected light from distant galaxies at a wavelength of 0.87 mm and were made with some of the observatories (in red) that are part of the EHT, a virtual Earth-sized telescope. One of these distant, point-like galaxies is represented on the top right, sending out radio signals all the way to Earth. While non-ideal weather conditions hampered the observations at some of the sites, the team was able to observe multiple galaxies using multiple stations. Robust detections were made using different pairs of telescopes, indicated as glowing dots: the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) and the Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) in the Atacama Desert in Chile, ALMA and the IRAM 30-meter telescope in Spain, and ALMA and the Submillimeter Array in Hawaiʻi. The EHT Collaboration is famous for connecting telescopes around the world, using a technique called very long baseline interferometry, to obtain images of supermassive black holes. Previous EHT observations were made at a wavelength of 1.3 mm. By observing a distant active galaxy at a lower wavelength, researchers were able to capture even higher resolution images without forming a bigger virtual telescope. · ESO/M. Kornmesser

A Colaboração Event Horizon Telescope (EHT) diz ter conduzido observações de teste com a mais alta resolução alguma vez obtida a partir da superfície da Terra. Isto foi possível porque se detetou a radiação emitida por galáxias distantes a uma frequência de cerca de 345 GHz, o equivalente a um comprimento de onda de 0,87 mm.

Já houve observações astronómicas com maior resolução, mas obtidas através da combinação de sinais capturados por telescópios no solo com um telescópio no espaço. As novas observações publicadas esta terça-feira na revista da especialidade The Astronomical Journal têm a mais alta resolução alguma vez obtida, utilizando apenas telescópios terrestres.

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Estima-se que, no futuro, seja possível obter imagens de buracos negros 50% mais pormenorizadas do que o que era possível até agora, tornando mais nítida a região imediatamente a seguir aos limites dos buracos negros supermassivos mais próximos. Será também possível obter imagens de mais buracos negros dos que os observados até agora.

Com o auxílio do ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array e de outras instalações, a Colaboração EHT divulgou imagens de M87*, o buraco negro supermassivo situado no centro da galáxia M87, em 2019, e de Sgr A*, o buraco negro que se encontra no coração da nossa Galáxia, a Via Láctea, em 2022.

As imagens foram obtidas através da ligação de vários observatórios rádio em todo o planeta, utilizando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI), para criar um único telescópio virtual do “tamanho da Terra”.

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Para obter imagens de maior resolução, os astrónomos recorrem, normalmente, a telescópios maiores ou a uma maior separação entre os observatórios que fazem parte do interferómetro. No entanto, como o EHT já é do tamanho da Terra, foi necessário utilizar uma abordagem diferente para aumentar a resolução das observações. Outra forma de aumentar a resolução de um telescópio consiste em observar a radiação emitida pelos objetos astronómicos num comprimento de onda mais curto. Foi isso mesmo que a Colaboração EHT fez.

Para mostrar que conseguia fazer deteções a 0,87 mm, a Colaboração EHT realizou observações de teste de galáxias distantes e brilhantes neste comprimento de onda. Para testar as suas observações, apontou as antenas para galáxias “ativas” muito distantes, objetos muito brilhantes que são alimentados por buracos negros supermassivos existentes nos seus núcleos. Este tipo de fontes ajuda a calibrar as observações antes de apontarmos o EHT para fontes mais ténues, como buracos negros próximos.

Nesta experiência piloto, conseguiu obter observações com uma resolução de 19 microssegundos de arco, o que corresponde à resolução mais elevada alguma vez obtida a partir da superfície da Terra. No entanto, não foram criadas imagens já que, apesar de terem sido realizadas deteções robustas da radiação emitida por várias galáxias distantes, não foram utilizadas antenas suficientes para se poder reconstruir com precisão uma imagem a partir dos dados recolhidos.

Este teste técnico abriu uma nova janela para o estudo dos buracos negros. Com o conjunto completo, o EHT poderá observar detalhes tão pequenos como 13 microssegundos de arco, o equivalente a ver uma moeda na Lua a partir da Terra. Isto significa que a 0,87 mm será possível obter imagens com uma resolução de cerca de 50% superior à das imagens de 1,3 mm de M87* e SgrA* anteriormente publicadas. Para além disso, será provavelmente possível observar buracos negros mais distantes, mais pequenos e mais ténues do que os dois que já foram observados até agora.