© ESO (ilustração do quasar 3C 279)
As
observações, obtidas ao ligar pela primeira vez o telescópio Atacama
Pathfinder Experiment (APEX) com dois outros telescópios situados em
continentes diferentes, são um passo crucial em direção ao objetivo
científico do projeto “Telescópio de Horizonte de Eventos”: obter
imagens de buracos negros de grande massa situados no centro da nossa
própria Galáxia e de outras galáxias.
Os
astrônomos ligaram o APEX, no Chile, com o Submillimeter Array (SMA), no
Havaí, EUA e o Submillimeter Telescope (SMT), no Arizona, EUA. Deste
modo, conseguiram fazer a observação direta mais precisa até hoje do
centro de uma galáxia distante, o quasar brilhante 3C 279, que contém um
buraco negro de elevada massa - cerca de um bilhão de vezes a do Sol - e
encontra-se tão distante da Terra que a sua radiação demorou mais de 5
bilhões de anos para chegar até nós. O APEX é uma colaboração entre o
Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia (MPIfR), o Observatório
Espacial Onsala (OSO) e o ESO. A operação do APEX está a cargo do ESO.
Os
telescópios foram ligados usando a técnica conhecida como
Interferometria de Linha de Base Muito Longa (VLBI, sigla do inglês Very
Long Baseline Interferometry). Telescópios maiores obtêm observações
mais precisas e a interferometria permite que vários telescópios
trabalhem como um só, tão grande como a separação entre eles. Utilizando
a técnica VLBI, conseguimos obter as observações mais precisas ao
tornar a separação entre telescópios tão grande quanto possível. Para as
observações do quasar, a equipe usou três telescópios para criar o
interferômetro com distâncias intercontinentais de 9.447 km do Chile ao
Havaí, 7.174 km do Chile ao Arizona e 4.627 km do Arizona ao Havaí.
Ligar o APEX no Chile à rede foi crucial, já que este telescópio
contribuiu com as maiores distâncias.
As
observações foram feitas em ondas de rádio, em um comprimento de onda de
1,3 milímetros. Esta é a primeira vez que observações em um comprimento
de onda tão curto foram feitas utilizando distâncias tão grandes. As
observações atingiram uma precisão, ou resolução angular, de 28
microsegundos de arco - valor 8 bilhões de vezes menor que um grau
angular. Com este valor é possível distinguir detalhes dois milhões de
vezes mais precisos do que o conseguido pelo olho humano. As observações
foram tão precisas que se observaram escalas menores que um ano-luz ao
longo do quasar, o que é um feito extraordinário tendo em conta que o
objeto que se encontra a vários bilhões de anos-luz de distância.
Estas
observações representam um passo importante no sentido de obter imagens
de buracos negros de elevada massa e das regiões que os rodeiam. No
futuro pensa-se ligar entre si ainda mais telescópios, de modo a criar o
chamado Telescópio de Horizonte de Eventos. Ele será capaz de obter
imagens da sombra do buraco negro de elevada massa que se situa no
centro da nossa Via Láctea, assim como de outros buracos negros situados
em outras galáxias próximas. A sombra, uma região escura vista em
contraste com um fundo mais brilhante, é causada pela curvatura da luz
devido ao buraco negro e seria a primeira evidência observacional direta
da existência do horizonte de eventos de um buraco negro, a fronteira a
partir da qual nem mesmo a luz consegue escapar.
A
experiência marca a primeira vez que o APEX fez parte de observações
VLBI e é o ápice de três anos de trabalho árduo no local onde está
instalado o APEX, a uma altitude de 5.000 metros, no planalto do
Chajnantor nos Andes chilenos, onde a pressão atmosférica é apenas
metade da pressão ao nível do mar. Para que o APEX estivesse pronto para
o VLBI, cientistas da Alemanha e da Suécia instalaram novos sistemas
digitais de aquisição de dados, um relógio atômico muito preciso e
gravadores de dados pressurizados capazes de gravar 4 gigabits por
segundo durante muitas horas sob condições ambientais muito adversas. Os
dados - 4 terabytes para cada telescópio - foram enviados para a
Alemanha em discos rígidos e processados no Instituto Max Planck para a
Rádio Astronomia, em Bonn.
A bem sucedida
contribuição do APEX é também importante por outra razão. O APEX
partilha a sua localização e muitos aspectos da sua tecnologia com o
novo telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). O
ALMA encontra-se atualmente em construção e no final será uma rede de 54
antenas com 12 metros de diâmetro, como a antena do próprio APEX, mais
12 antenas menores com um diâmetro de 7 metros. A possibilidade de ligar
o ALMA à rede está atualmente sendo estudada. Com a área coletora das
antenas do ALMA, que tem aumentado cada vez mais, as observações
poderiam atingir uma sensibilidade 10 vezes melhor do que a destes
testes iniciais, o que colocaria a sombra do buraco negro de elevada
massa da Via Láctea ao nosso alcance em futuras observações.
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