Buracos negros: nova técnica permite imagens coloridas e mais frequentes

Cientistas estão desenvolvendo uma nova técnica capaz de transformar a forma como buracos negros são observados, oferecendo imagens mais claras, detalhadas e coloridas. A inovação também pode permitir que os astrônomos acompanhem a evolução desses objetos em tempo real, algo inédito na história da astronomia.

O método, chamado de frequency phase transfer (FPT), corrige as distorções causadas pela atmosfera da Terra, segundo reportagem do Space.com. Com isso, amplia significativamente a capacidade do Event Horizon Telescope (EHT) — rede global de radiotelescópios responsável pela primeira imagem de um buraco negro — de captar detalhes sutis e elementos mais tênues do universo.

Como funciona a nova técnica

• Observar o espaço a partir da Terra traz desafios, principalmente pela interferência da própria atmosfera, que distorce as ondas de rádio vindas do cosmos.
• Segundo Sara Issaoun, astrônoma do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) e autora principal do estudo, essas distorções se tornam ainda mais críticas em frequências mais altas, como a faixa de 230 gigahertz (GHz), atualmente utilizada pelo EHT.
• A técnica FPT resolve esse problema utilizando uma estratégia simples, porém eficiente.
• Ela se baseia no fato de que as variações atmosféricas afetam diferentes frequências de maneira semelhante.
• Ao observar em uma frequência mais baixa, como 86 GHz, que sofre menos com a turbulência atmosférica, os dados coletados servem para corrigir os ruídos da faixa mais alta (230 GHz).
• Isso permite períodos de observação mais longos e, consequentemente, melhora a nitidez e a sensibilidade dos sinais captados.

Observações mais longas e detalhadas

Atualmente, o EHT funciona apenas por cerca de 10 dias por ano, sempre em abril, quando as condições climáticas estão favoráveis nos locais onde os telescópios estão distribuídos. Com o FPT, esse período pode ser estendido, possibilitando observações mais regulares e até mesmo sob condições meteorológicas menos ideais.

Essa maior frequência nas observações é essencial para um dos principais objetivos dos astrônomos: transformar fotos estáticas dos buracos negros em "filmes" que mostram suas mudanças ao longo do tempo. Como esses objetos evoluem lentamente, acompanhar detalhes como o movimento de gases, a formação de jatos de matéria e as variações nos campos magnéticos exige registros constantes.

Telescópios estão sendo atualizados

Para viabilizar a aplicação do FPT, os telescópios do EHT estão passando por atualizações, como a instalação de receptores capazes de captar sinais na faixa de 86 GHz. De acordo com Issaoun, nem todos os equipamentos precisam receber esse upgrade para que o método funcione de forma eficiente, já que o trabalho em rede permite que os dados sejam combinados para criar uma imagem completa.

Apesar de os ajustes técnicos serem considerados relativamente simples, cada radiotelescópio possui características específicas que tornam a implementação um desafio adicional.

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Novas imagens multicoloridas dos buracos negros

Além de melhorar a qualidade das imagens, o uso de múltiplas frequências permitirá que os astrônomos sobreponham informações em diferentes cores, revelando detalhes ainda mais complexos das regiões ao redor dos buracos negros. Isso inclui estruturas como camadas de gás em rotação, jatos de matéria e linhas de campo magnético, oferecendo um retrato mais dinâmico e tridimensional desses ambientes extremos.

O estudo com os primeiros resultados da técnica foi publicado em 26 de março no periódico The Astronomical Journal. A equipe segue trabalhando para aprimorar ainda mais o EHT, explorando inclusive frequências mais altas, como 345 GHz, que podem complementar e expandir as observações multibanda no futuro.