Astrônomos do projeto internacional Event Horizon Telescope (EHT) - ou Telescópio Horizonte de Eventos, em português - divulgaram nesta quinta-feira (12) a primeira imagem do buraco negro supermassivo que habita o centro de nossa galáxia, a Via Láctea.

A novidade chega pouco mais de três anos depois de o mesmo projeto ter revelado a primeira foto de um buraco negro na história da astronomia, que fica no centro da galáxia M87, a 55 milhões de anos-luz da Terra.

Desta vez, por estar na mesma galáxia que nossa planeta, o buraco negro fica consideravelmente mais perto: a 27 mil anos-luz de distância, ou seja, a imagem revelada nesta quinta exibe como esse astro supermassivo estava 27 mil anos atrás.

Suspeita-se da existência de um buraco negro no centro da Via Láctea desde a década de 1970, quando o físico americano Karl Jansky detectou uma gigantesca fonte de sinais de rádio na direção da constelação de Sagitário.

Esse objeto misterioso ganhou o nome de Sagittarius A* (ou Sgr A*), e a evidência mais forte de sua natureza até hoje havia sido divulgada já no século 21, após décadas de observações das vertiginosas órbitas de estrelas no centro da Via Láctea, que só poderiam ser provocadas pela atração gravitacional gerada por um buraco negro supermassivo.

Essa descoberta rendeu o prêmio Nobel de Física à americana Andrea Ghez e ao alemão Reinhard Genzel (que estava no anúncio desta quinta) em 2020, honraria dividida com o britânico Roger Penrose.

No entanto, a imagem divulgada pelo EHT fornece a prova definitiva de que o coração da Via Láctea é dominado por um buraco negro com 4 milhões de vezes a massa do Sol, mas com uma circunferência equivalente ao tamanho da órbita percorrida por Mercúrio.

Buracos negros

A imagem foi obtida por uma rede de oito radiotelescópios do projeto EHT, criada justamente para capturar fotos de buracos negros, os objetos mais misteriosos do cosmos e que geralmente se formam quando estrelas de grande massa ficam sem combustível para seu processo de fusão nuclear, fazendo sua matéria colapsar para dentro, atraída pela gravidade.

Esse processo gera um ponto no espaço-tempo onde a densidade é infinita e do qual nem a luz pode escapar. Um buraco negro com 15 vezes a massa do Sol, por exemplo, teria somente 90 quilômetros de diâmetro. Ou seja, o equivalente a espremer 15 sóis no espaço entre São Paulo e Campinas.

No entanto, o Universo também conta com os chamados buracos negros supermassivos, como o Sgr A*, que normalmente habitam o centro de galáxias e ostentam massas até bilhões de vezes maiores que a do Sol, mas cujo processo de formação ainda é misterioso.

Tecnicamente, é impossível fotografar um buraco negro, já que ele não emite luz. O que a imagem do EHT mostra são as ondas de rádio - invisíveis a olho nu - emitidas pela nuvem de gás superaquecido ao redor do Sgr A*.

Apesar de este buraco negro estar muito mais perto de nós do que o da galáxia M87, fotografá-lo foi consideravelmente mais difícil, já que o Sgr A* é menor (se ele fosse uma rosquinha, o M87 seria um campo de futebol), o que faz com que o gás gire ao seu redor mais rapidamente. Dessa forma, foi preciso fazer uma "média" de diversas imagens obtidas ao longo da pesquisa.

"Esse é um resultado extraordinário e cujo tamanho só conseguiremos compreender com o tempo", comemorou a ministra da Universidade da Itália, Maria Cristina Messa - o país participa do EHT com o Instituto Nacional de Astrofísica (Inaf), com o Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) e com as universidades Federico II, em Nápoles, e de Cagliari.

Da Ansa

Na última quarta-feira (28), foi realizada a primeira observação de uma luz proveniente da parte de trás de um buraco negro, localizado há 800 milhões de anos-luz de distância. A grande questão se dá porque o objeto cósmico deforma o espaço, dobra a luz e torce os campos magnéticos em torno de si próprio. Esse acontecimento foi previsto por Albert Einstein (1879 – 1955), com a Teoria da Relatividade.

A descoberta foi feita a partir de pesquisas para identificar mais sobre as diversas características de um buraco negro. Todo e qualquer material que cai no objeto cósmico serve como combustível para alimentar as fontes de luz contínuas próximas ao buraco negro. Assim é formada a região conhecida como coroa, que acaba superaquecendo a milhões de graus e cria um plasma magnético.

O feito foi realizado por Dan Wilkins, astrofísico da Universidade de Stanford, que teve o estudo publicado na revista científica Nature. De acordo com o professor da Escola de Humanidades e Ciências de Stanford, Roger Blandford, há 50 anos, quando os cientistas especulavam sobre a relação entre campos magnéticos e buracos negros, eles não sabiam que, tempos mais tarde, seria possível observar com os próprios olhos a teoria de Einstein sendo aplicada.

Apesar do estudo, ainda estão programadas outras pesquisas para entender melhor o funcionamento dos buracos negros. Uma das instituições responsáveis por isso é o observatório de raios-x da Agência Espacial Europeia, o Athena (Telescópio Avançado para Astrofísica de Alta Energia). Wilkins também integra o projeto para auxiliar na composição da estrutura astronômica.

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Israel (Technion) criaram em laboratório uma estrutura com elementos semelhantes aos de um buraco negro, em uma escala menor. A partir desse experimento, foi comprovado pelo físico e coautor do estudo, Jeff Steinhauer, que os buracos negros emitem uma espécie de radiação. Este fenômeno foi nomeado Radiação Hawking, em 1974, na teoria do físico inglês Stephen Hawking (1942-2018).

Até então, não havia um experimento que comprovasse a teoria sobre a radiação. Segundo Steinhauer, em tese, tudo que entra em um buraco negro, não consegue sair, seja a matéria ou até mesmo a luz. Uma determinada região, onde não há volta por conta da sucção do buraco negro, é denominada horizonte de eventos. E por conta deste fenômeno, no espaço vazio, a radiação surge.

A mecânica quântica permite que o buraco negro faça uma divisão entre as partículas virtuais ao redor, e acaba por absorver parte dessa partícula. Por conta da gravidade, uma das partículas é absorvida e a outra escapa. Essa partícula que foge do horizonte de eventos é a famosa Radiação Hawking. Em teoria, ao longo de bilhões de anos, o buraco negro poderia evaporar completamente por conta dessa radiação.

Hawking foi um dos maiores cientistas do mundo, e ficou conhecido por escrever teorias e dissertar sobre fenômenos físicos da natureza e a origem do universo. Ele sofreu por muitos anos por conta de uma doença degenerativa, a esclerose lateral amiotrófica.

Em certo ponto, a doença fez com que o físico conseguisse mexer apenas os dedos e os olhos, sendo obrigado a ficar em uma cadeira de rodas, com um sintetizador eletrônico para falar. Apesar de todas as dificuldades, Hawking uma vez disse: "Não importa quanto a vida possa ser ruim, sempre existe algo que você pode fazer e triunfar. Enquanto há vida, há esperança".

Mais de 100 anos após Albert Einstein ter lançado sua Teoria da Relatividade Especial, a humanidade finalmente foi capaz de registrar a primeira imagem de um buraco negro. Capturada pela iniciativa Event Horizon Telescope (EHT) e divulgada nesta quarta (10), a figura é resultado de um esforço coletivo que mobilizou satélites em diferentes partes do planeta Terra.

Para entender melhor o que o feito significa no meio científico e por que ele só foi realizado agora, o jornal O Estado de S. Paulo conversou com o Rodrigo Nemmen, professor de astrofísica na Universidade de São Paulo (USP). Confira abaixo:

O que é um buraco negro? E como ele é formado?

O buraco negro é um objeto astronômico, caracterizado por uma concentração de matéria em uma região muito pequena do espaço. É como se você pegasse toda a massa do planeta Terra e condensasse em uma esfera de 1cm de aión - ele apresenta as concentrações mais intensas de matéria no universo.

Nome

O buraco negro tem esse nome porque sua gravidade é tão forte que não deixa nada escapar de sua órbita, nem mesmo a luz. Por isso que eles são chamados assim, porque são literalmente negros. Geralmente, a matéria sugada é na forma de gases espalhado nas proximidades do buraco negro, como hidrogênio e hélio.

O que é o disco de acreção que aparece na imagem do buraco negro?

O disco de acreção é o que acontece quando a matéria cai no buraco negro. Ao espiralar na direção desse objeto, ela forma esse disco de gás, que a gente chama de disco de acreção. Como ele fica muito aquecido pela fricção dos átomos e pela maneira caótica com que a matéria entra no buraco negro, o gás é aquecido e passa a brilhar de maneira forte.

É esse processo de fricção que aparece na imagem divulgada, o qual chamamos de 'oceano de luz' ou 'oceano de fogo'.

Por que demorou tanto para conseguirmos registrar a imagem de um buraco negro?

Essa poder de observação corresponde ao poder de alcance do telescópio que precisa ser utilizado. No caso, ele precisa ser 2.000 vezes melhor que o Telescópio Hubble. Fotografar um buraco negro é como se você colocasse uma caneca na superfície da lua e fotografasse esse objeto daqui da Terra.

De forma geral, é um feito extremamente complicado. Você precisaria praticamente de um telescópio do tamanho do planeta Terra. Então, um dos motivos pelos quais demorou tanto para fotografar um buraco negro é porque não havia material suficientemente avançado.

Agora, eles criaram uma combinação de oito antenas de rádio. O que demorou foi organizar essas antenas para criar um telescópio que pudesse fazer a observação simultânea de um buraco negro. Há alguns anos, isso não seria possível.

Outro ponto é o volume de dados que essa captura gerou - foi algo na casa dos petabytes (milhões de gigabytes). Não seria possível armazenar esse espaço em mídias como CDs, por exemplo. Não é algo fácil como apontar um celular e tirar uma imagem. Você precisa fazer uma análise muito minuciosa.

Além disso tudo que foi citado, também faltavam os cálculos teóricos que dessem as previsões e os modelos do que essa imagem significa, o que exigiu previsões de supercomputadores. E esses cálculos só foram possíveis com a tecnologia dos últimos anos.

Um grupo de cientistas descobriu o mais distante buraco negro já registrado até hoje. O objeto, cuja massa é 800 milhões de vezes maior que a do Sol, está a 13 bilhões de anos-luz da Terra.

A distância é tão grande que o buraco negro pode ser considerado uma relíquia do cosmos primitivo: os sinais que ele emite viajam na velocidade da luz e levam 13 bilhões de anos para chegar à Terra e o Universo teve origem há cerca de 13,7 bilhões de anos. Com isso, o buraco negro é observado atualmente com o aspecto que possuía 690 milhões de anos após o Big Bang.

De acordo com os autores do estudo, publicado nesta quinta-feira, 7, na revista científica Nature, é surpreendente que um buraco negro já tivesse um tamanho tão descomunal quando o Universo ainda tinha apenas 5% de sua idade atual.

"Esse buraco negro cresceu muito mais do que nós esperávamos em apenas 690 milhões de anos depois do Big Bang. Isso desafia todas as nossas teorias sobre a formação de buracos negros", disse um dos autores do estudo, Daniel Stern, do Laboratório de Propulsão de Foguetes da Nasa, em Pasadena, na Califórnia (Estados Unidos).

Os astrônomos combinaram dados do telescópio espacial Wide-field Infrared Survey Explorer (Wise), da Nasa, com observações feitas a partir da Terra para identificar potenciais objetos distantes. Depois, passaram a acompanhar o objeto com os telescópios Magalhães, do Observatório de Las Campanas, no Chile.

O autor principal da pesquisa, Eduardo Bañados, da Carnegie Institution for Science, em Pasadena, na Califórnia (Estados Unidos), liderou o trabalho de identificação de candidatos entre as centenas de milhões de objetos descobertos pelo Wise, a fim de selecionar quais deles valeria à pena acompanhar com os telescópios Magalhães.

Para que um buraco negro tenha se tornado tão gigantesco no universo primitivo, os astrônomos especulam que ele deve ter encontrado condições especiais que permitiram um crescimento tão rápido. Tais condições, porém, permanecem misteriosas.

O buraco negro descoberto, que está no centro de uma galáxia, devorando avidamente todo o material em seu entorno, está no interior de um quasar e por isso pode ser observado.

Os quasares são objetos astronômicos extremamente distantes que possuem o brilho de uma galáxia com bilhões de estrelas, mas que têm dimensões aparentemente pequenas e que são formados por material que está em processo de ser "engolido" por um buraco negro. À medida que esse material acelera sua queda em direção ao buraco negro, ele esquenta, emitindo uma quantidade de luz tão extraordinária que afasta o material que cai atrás dele.

Pela imensa distância em que os quasares se encontram, a luz emitida por eles leva bilhões de anos para chegar à Terra e, por isso, permitem que os cientistas olhem para o passado e estudem o Universo primitivo. De acordo com os autores da pesquisa, esse quasar é especialmente interessante, porque revela eventos de uma época na qual o Universo era extremamente jovem.

"Os quasares estão entre os objetos celestes mais brilhantes e mais distantes e são cruciais para compreendermos o Universo primitivo", disse outro dos autores do estudo, Bram Venemans, do Instituto de Astronomia Max Planck, na Alemanha.

O Universo teve origem em uma "sopa" extremamente quente de partículas que rapidamente se espalharam, em um período conhecido como "inflação". Cerca de 400 mil anos após o Big Bang, essas partículas esfriaram e formaram gás hidrogênio. Mas o Universo permaneceu escuro, sem nenhuma fonte luminosa, até que a gravidade condensasse a matéria, formando as primeiras estrelas e galáxias.

A energia liberada por essas estrelas primitivas fez com que o hidrogênio, que havia se tornado neutro, perdesse um elétron, isto é, voltasse a ser ionizado. O gás permaneceu nesse estado desde então. Uma vez que o Universo foi reionizado, os fótons puderam viajar livremente pelo espaço. Nesse ponto, o Universo se tornou transparente para a luz.

Grande parte do hidrogênio em torno do novo quasar descoberto é neutro. Isso significa que o quasar não é apenas o mais distante já registrado, mas é também um exemplo do que podia ser visto antes da reionização do Universo. "Essa foi a última grande transição do Universo e é uma das atuais fronteiras da astrofísica", disse Bañados.

A distância do quasar é determinada pela unidade que os cientistas chamam de "redshift" ("desvio para o vermelho", em inglês), que mede o quanto a expansão do Universo estende o comprimento de onda da luz emitida por um corpo celeste distante antes que essa luz chegue à Terra. Quanto maior é o redshift de um objeto, maior é a distância - tanto no espaço como no tempo.

O novo quasar tem redshift de 7.54, com base na detecção de emissões de carbono ionizado da galáxia que abriga o imenso buraco negro. Isso significa que a luz emitida pelo quasar levou mais de 13 bilhões de anos para chegar à Terra. Os cientistas estimam que o céu contenha entre 20 e 100 quasares tão brilhantes e tão distantes como o que foi descoberto.

Após cinco noites de observações com uma rede maciça de telescópios, astrônomos disseram na quarta-feira que podem ter tirado a primeira foto de um buraco negro.

Vai levar meses para a imagem ficar pronta, mas se os cientistas conseguirem, os resultados podem ajudar a resolver mistérios sobre a composição do universo e sobre como ele surgiu.

"Em vez de construir um telescópio tão grande que provavelmente desmoronaria sob seu próprio peso, combinamos oito observatórios como os pedaços de um espelho gigante", disse o astrônomo Michael Bremer, gerente de projeto do Telescópio Event Horizon.

"Isso nos deu um telescópio virtual tão grande quanto a Terra - de cerca de 10 mil quilômetros de diâmetro", disse à AFP.

Quanto maior o telescópio, melhor a resolução e o nível de detalhe.

O buraco negro supermaciço observado está escondido no centro da Via Láctea, numa região chamada constelação de Sagitário, a cerca de 26.000 anos-luz da Terra.

A massa deste buraco negro gigante, apelidado Sagitário A*, é cerca de quatro milhões de vezes a do Sol.

Segundo a astronomia teórica, quando um buraco negro absorve matéria - planetas, detritos e qualquer coisa que chegue muito perto - um breve raio de luz fica visível.

Mais especificamente, os astrônomos esperam ter registrado imagens de uma região misteriosa em volta do buraco negro, chamada horizonte de eventos, um limite a partir do qual a força da gravidade é tão forte que nada, nem mesmo a luz, pode escapar.

A rede formada a partir do Telescópio Event Horizon foi projetada para detectar o raio de luz que surge quando um objeto desaparece além desse limite.

"Pela primeira vez em nossa história, temos a capacidade tecnológica de observar buracos negros em detalhe", disse Bremer.

O telescópio virtual preparado é poderoso o suficiente para detectar uma bola de golfe na Lua, acrescentou.

O telescópio do IRAM, de 30 metros, localizado nas montanhas espanholas de Sierra Nevada, é o único observatório europeu a participar no esforço internacional.

Os outros telescópios que contribuem com o projeto incluem o Telescópio do Polo Sul, na Antártica, o Telescópio James Clerk Maxwell, no Havaí, e o Telescópio Cosmológico do Atacama, no deserto do norte do Chile.

Todos os dados - cerca de 500 terabytes por estação - serão coletados e transportados em aviões para o Observatório Haystack do MIT, em Massachusetts, onde serão processado por supercomputadores.

"As imagens surgirão à medida que combinarmos todos os dados", explicou Bremer. "Mas vamos ter que esperar vários meses para chegar ao resultado".

O senador Humberto Costa (PT) afirmou, nesta terça-feira (24), que a Câmara Federal precisa de uma "pauta mais progressista". Segundo ele, a Casa - que imprimiu, com o novo presidente Eduardo Cunha (PMDB-RJ), uma aceleração na votação de projetos nos primeiros dias de trabalho - não vai ditar o ritmo de trabalho do Senado. 

“Acho que a Câmara tem uma novidade, que foi a eleição de um novo presidente. Geralmente, nessa condição, há interesse da Mesa em mostrar trabalho e fazer com que as coisas andem. Eu espero que isso vá até o fim, porque ao longo desses últimos quatro anos a Câmara foi o espaço onde várias coisas que foram votadas no Senado, lá não saíram do lugar”, avalia o líder do PT.

“Falava-se até que era um buraco negro, que a Câmara absorvia todas as matérias votadas aqui no Senado. É importante, ainda, que essa pauta de lá seja progressista. Mais do que a quantidade de propostas aprovadas, os projetos têm de ter qualidade”, completou.

Senado Federal

O petista declarou também que os senadores irão concluir, nesta semana, as discussões sobre a composição das 12 comissões permanentes da Casa para dar início à pauta legislativa do ano. Os senadores também devem finalizar os debates sobre o novo colegiado de líderes. Atualmente, o cargo de líder do Governo, por exemplo, está vago.

A prioridade dos líderes partidários para esta semana é a composição das 12 comissões do Senado, que deve ser definida em reunião de líderes ainda não agendada. Os parlamentares discutem o critério a ser utilizado na escolha dos presidentes dos colegiados, que já foi tema de debate entre governistas e oposicionistas durante a escolha dos integrantes da Mesa do Senado. 

A maior parte dos congressistas acredita que o princípio da proporcionalidade, de acordo com o número de senadores de cada partido ou bloco, deverá ser respeitado. 

Ainda hoje, às 19h, os parlamentares se reúnem em sessão do Congresso Nacional para a apreciação de quatro vetos presidenciais e do projeto de lei orçamentária de 2015. Pela primeira vez, senadores e deputados poderão votar os itens da pauta por meio de uma "cédula" que permitirá a apuração eletrônica dos votos. Antes, o resultado era colhido manualmente nas urnas que armazenavam os papéis de votação. 

A estreia da funcionalidade depende da aprovação de sua regulamentação, prevista em um projeto de resolução que será examinado hoje, antes da votação dos vetos e da LOA.