A primeira imagem de um buraco negro está sendo lançado hoje. Esta conquista monumental foi possível, em parte, por liderança chave e financiamento do centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA).
o telescópio Event Horizon, ou EHT, é um conjunto global de radiotelescópios envolvendo dezenas de instituições e centenas de cientistas. A descoberta da descoberta pela EHT é uma imagem do buraco negro supermassivo Messier 87 no centro do aglomerado de Virgo, a 55 milhões de anos-luz de distância. Este buraco negro contém 6,5 bilhões de vezes a massa do sol da Terra.
seis artigos estão sendo publicados no Astrophysical Journal Letters today para descrever este resultado inovador.
Localizado em Cambridge, Massachusetts, o CfA (anteriormente o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) é uma colaboração entre o instituto Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) e o Harvard College Observatory.
” This fulfills our dream to take the first picture of a black hole,” said Sheper (Shep) S. Doeleman, The director of the EHT at CfA. “Agora temos acesso a um laboratório cósmico de gravidade extrema onde podemos testar a teoria da relatividade geral de Einstein e desafiar as nossas suposições fundamentais sobre o espaço e o tempo.”
os buracos negros são objetos cósmicos extremamente comprimidos contendo quantidades extraordinárias de massa dentro de uma pequena região. Esta massa é envolta por um horizonte de eventos, ou seja, o limite para além do qual nada—nem mesmo a luz—pode escapar da poderosa força gravitacional do buraco negro.
a presença destes objectos afecta o seu ambiente de formas extremas, incluindo o espaço-tempo deformado e o aquecimento do material circundante a centenas de milhares de milhões de graus. A relatividade geral prevê que um buraco negro irá lançar uma sombra circular sobre este material brilhante. A imagem recém-lançada de M87 do EHT revela esta sombra.
“por décadas, nós estudamos como os buracos negros engolem material e dão poder aos corações das galáxias”, disse Ramesh Narayan, um professor da Universidade de Harvard e um líder no trabalho da teoria EHT. “Finalmente ver um buraco negro em ação, dobrando sua luz próxima em um anel brilhante, é uma confirmação de tirar o fôlego de que buracos negros supermassivos existem e coincidem com a aparência esperada de nossas simulações.”
While astronomers have studied black holes for many years, making an image requires a new telescope with unprecedented resolution so it can detect fine details. Para criar este, a EHT combina os sinais a partir de um conjunto de oito atuais telescópios ao redor do mundo, incluindo o Submillimeter Array (SMA), localizado na Maunakea no Havaí. Como CfA engenheiro, Jonathan Weintroub, explica: “A resolução da EHT depende da separação entre os telescópios, denominada de linha de base, bem como o curto milímetro de comprimentos de onda de rádio observado. A melhor resolução do EHT vem da linha de base mais longa, que para M87 se estende de Hawai’I A Espanha.”Weintroub, que co-coordena o grupo de desenvolvimento de instrumentos da EHT, acrescentou:” para otimizar a sensibilidade de base longa, tornando possíveis as deteções, desenvolvemos um sistema especializado que adiciona os sinais de todos os pratos SMA disponíveis Em Maunakea. Neste modo, o SMA atua como uma única estação EHT.”
depois de gravar separadamente os sinais em todos os oito telescópios, os dados são levados para um único local para serem computacionalmente combinados no que seria medido por um telescópio do tamanho da Terra. “A EHT registra milhões de gigabytes de dados de muitos telescópios que não foram originalmente projetados para trabalhar juntos”, disse Lindy Blackburn, que liderou a equipe EHT para processamento de dados e calibração. “Nós desenvolvemos várias vias para processar e calibrar os dados, usando novos algoritmos para estabilizar computacionalmente a atmosfera da terra e para alinhar precisamente os sinais de todos os locais dentro de triliões de um segundo.”
transformar os dados EHT em uma imagem requer o desenvolvimento de novos métodos e procedimentos. “Nós não estávamos prontos para publicar nossas imagens até depois de tentar quebrá-las de todas as formas possíveis”, disse Andrew Chael, um estudante graduado em Harvard no CfA, que desenvolveu uma nova biblioteca de software de imagem para o EHT. “Para confirmar nossos resultados, comparamos imagens entre quatro grupos independentes de cientistas usando três diferentes métodos de imagem. Estes testes foram projetados e liderados por Katie Bouman, uma CFA postdoc que recebeu seu doutorado em engenharia elétrica e Ciência da computação. Bouman disse: “Nós somos um caldeirão de astrônomos, físicos, matemáticos e engenheiros, e isso é o que foi preciso para alcançar algo que antes era impossível.”
Michael Johnson, um astrofísico CfA que dirige a ciência local e os esforços de imagem, está animado para o futuro. “Nossa imagem revela que este enorme buraco negro-grande o suficiente para engolir o sistema solar—ancora um jato que se estende dezenas de milhares de anos-luz. Expandir o EHT pode permitir filmes que revelam a dinâmica deste sistema vivo, mostrando como o jato tira a sua energia do buraco negro.”
além dos listados acima, muitos outros no CfA têm contribuído de inúmeras e inestimáveis maneiras. Os seguintes cientistas e engenheiros do CfA são co-autores de todos os seis trabalhos: Mislav Baloković, Lindy Blackburn, Katie Bouman, Roger Brissenden, Andrew Chael, Pchs Doeleman, Joseph Farah, Marca Gurwell, David James, Michael Johnson, Garrett Keating, Jim Moran, Ramesh Narayan, Daniel Palumbo, Nimesh Patel, Dominic Pesce, Alexander W. Raymond, Jonathan Weintroub, Maciek Wielgus e Ken Jovens.
para uma lista de biografias para cientistas do CfA que trabalham no EHT, visite https://www.cfa.harvard.edu/news/fe2019-01.
o EHT e muitos de seus principais cientistas são financiados por uma mistura de público (i.e., taxpayer) sources such as the National Science Foundation (NSF) and the Smithsonian as well as the generosity of private entities including the Templeton Foundation and The Gordon and Betty Moore Foundation (GBMF). A NSF tem financiado o avanço constante da EHT ao longo de mais de uma década, e o Smithsonian, administrado através de SAO, tem fornecido financiamento por sete anos. Doeleman tem subsídios da NSF e também da GBMF e da John Templeton Foundation. O GBMF financiou os principais desenvolvimentos técnicos a partir de 2012 e foi fundamental na construção do grupo SAO.
SAO é um dos 13 institutos interessados para o Conselho EHT, e o CfA hospeda o centro de operações Array para observações EHT. O SMA é um projeto conjunto entre o Smithsonian e a Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) em Taiwan. O telescópio da Groenlândia, financiado por ASIAA e SAO, juntou-se ao EHT para sua segunda execução de observação em abril de 2018.
para mais informações sobre o EHT e este resultado inovador, visite eventhorizontelescope.org e siga @ehtelescope nas redes sociais. O site do CfA, que está organizado em seis departamentos de pesquisa para estudar a origem, evolução e destino final do universo, é cfa.harvard.edu.
Os seis papéis de relatórios estes resultados no Astrophysical Journal Letters são:
artigo: A Sombra do Buraco Negro supermassivo
Papel II: Matriz de Instrumentação e
Papel III: Processamento de Dados e Calibração
Papel IV: Imagem Central do Buraco Negro supermassivo
Papel V: Origem Física do Assimétrica do Anel
Papel de VI: A sombra e a massa do Buraco Negro Central
