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A primeira imagem de um buraco negro do Event Horizon Telescope mostrou uma característica de anel distinta, mas uma reanálise de seus dados levantou preocupações sobre se esse anel de luz é real.

Pode haver um problema com a primeira imagem de um buraco negro. Após três anos de análise, um grupo de pesquisadores no Japão produziu uma imagem de M87* – o buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87 – que parece marcadamente diferente da divulgada pela colaboração do Event Horizon Telescope (EHT) em 2019. Os pesquisadores afirmam que o grupo EHT pode ter cometido um grande erro.

O EHT combina o poder de oito radiotelescópios para essencialmente transformar a Terra em um interferômetro gigante, um dispositivo que mede os padrões de interferência na luz medidos por várias fontes. Nesse processo, cada par de telescópios registra um determinado comprimento de onda de luz e, em seguida, todos são combinados para criar a imagem final. “Se a imagem no céu fosse uma música, você pode pensar no interferômetro como uma medida de frequências ou notas individuais nessa música”, diz Geoffrey Bower, cientista do projeto EHT.

Essas “notas” são combinadas usando um algoritmo que leva em consideração outras informações que conhecemos sobre o buraco negro e o telescópio para preencher os espaços em branco e transformar as medições do interferômetro em uma imagem. A característica mais pronunciada da imagem final do EHT é um anel brilhante que é produzido quando a extrema gravidade do buraco negro distorce a luz do plasma quente que gira em torno dele. Mas se você assumir um conjunto diferente de informações básicas, obterá uma imagem diferente.

Isso é o que Makoto Miyoshi no Observatório Astronômico Nacional do Japão e seus colegas fizeram, e seus resultados os fizeram questionar se esse anel está realmente lá. Eles reprocessaram os dados do EHT com uma diferença significativa: em vez de restringir a luz coletada pelos telescópios a uma área relativamente pequena, eles assumiram um campo de visão muito maior do que a colaboração do EHT.

Com essa mudança, nenhum anel apareceu em sua imagem final. Em vez disso, a imagem mostra dois pontos brilhantes distintos – um representando a área diretamente ao redor do buraco negro e outro ao lado, possivelmente representando a base de um jato de matéria que trabalhos anteriores mostraram saindo de M87.

Miyoshi diz que a diferença pode ser devido ao campo de visão restrito causando artefatos na imagem final que estão relacionados à estrutura da rede do telescópio, não estruturas reais no espaço. “Pode ser que o mesmo erro tenha formado a imagem do anel no caso [da foto recentemente divulgada de] Sagitário A* também”, diz Miyoshi, referindo-se ao buraco negro no coração da Via Láctea. Seu trabalho sugere que a imagem EHT de M87, e talvez a de Sagitário A também, não deve parecer em forma de rosquinha.

No entanto, Bower diz que a abordagem de Miyoshi de relaxar as restrições do EHT no campo de visão está incorreta e que o campo de visão original da equipe do EHT reflete a área que o telescópio realmente observou, não uma escolha arbitrária. “[A equipe de Miyoshi] usou esse campo de visão extraordinariamente grande, então eles espalham a intensidade da luz ao redor dessa imagem”, diz ele. “Você pode conseguir quase tudo o que quiser se se der esse tipo de liberdade.”

A colaboração EHT teve quatro equipes separadas usando métodos diferentes para transformar os dados em sua imagem final, um dos quais era o mesmo método usado pela equipe de Miyoshi, mas com o campo de visão restrito. “Estas são as imagens interferométricas mais bem avaliadas que já foram publicadas”, diz Bower.

Eles não mostram nenhum sinal do jato em M87. No entanto, isso não é inesperado, porque espera-se que o jato emita principalmente luz em frequências mais baixas do que as que o EHT detecta.

A estrutura do anel vista na imagem também não é particularmente inesperada, embora os pesquisadores tenham pesquisado extensivamente por qualquer maneira pela qual a imagem possa diferir das previsões teóricas. “Na verdade, tentamos muito não encontrar um anel”, diz Ziri Younsi, pesquisador do EHT, da University College London. “Usamos algoritmos tradicionais que são usados ​​pela comunidade de radioastronomia há décadas, e usamos algoritmos mais novos, e todos convergiram para o resultado que publicamos.”

A colaboração do EHT divulgou uma declaração de apoio à sua análise, mas Miyoshi e seus colegas também estão de acordo com suas críticas. O EHT fez novas observações com telescópios adicionais adicionados à matriz, e os pesquisadores agora estão trabalhando para transformar essas medições de alta resolução feitas em 2018 e no início de 2022 em imagens. “Uma imagem futura desses conjuntos de dados será um teste muito importante do método geral”, diz Bower. Se outras reanálises dos dados de 2017 não resolverem esse debate, os novos dados certamente o farão.

Referência: arxiv.org/abs/2205.04623

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