Campos magnéticos em torno de Sagittarius A* revelados por luz torcida

Os campos magnéticos que descrevem espirais em redor de Sagittarius A*, o buraco negro supermassivo da nossa galáxia, foram agora revelados através de luz torcida.

Uma equipa de cientistas detetou e mediu o efeito da polarização numa espetacular imagem direta da sombra de Sgr A. Curiosamente, esta observação revela uma estrutura de campo magnético semelhante à do único outro buraco negro supermassivo cuja sombra foi alguma vez fotografada diretamente: M87.

Campos magnéticos junto de Sagittarius A*

"O que agora observamos são campos magnéticos intensos, torcidos e organizados perto do buraco negro no centro da Via Láctea", afirma a astrofísica Sara Issaoun, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian.

"Além de Sgr A* apresentar uma estrutura de polarização notavelmente parecida com a observada no buraco negro M87*, muito maior e mais potente, aprendemos que campos magnéticos fortes e ordenados são cruciais para a forma como os buracos negros interagem com o gás e a matéria que os rodeiam."

Fotografar buracos negros não é uma tarefa simples, e a colaboração Event Horizon Telescope (EHT) tem trabalhado durante anos na recolha dos dados necessários para criar imagens de Sgr A* e M87*.

Contudo, o trabalho não termina aí: o passo seguinte consiste em interpretar esses dados para perceber o funcionamento dos buracos negros supermassivos.

Uma forma de o fazer passa por analisar a orientação, ou polarização, das oscilações da luz devido ao ambiente em torno do buraco negro. Os eletrões acelerados ao longo de linhas de campo magnético potentes emitem uma luz denominada radiação de sincrotrão. A leitura da polarização deste espetro luminoso permite revelar a intensidade e a orientação das linhas de campo magnético.

"Ao obter imagens de luz polarizada proveniente do gás quente e brilhante perto dos buracos negros, inferimos diretamente a estrutura e a intensidade dos campos magnéticos que atravessam o fluxo de gás e matéria de que o buraco negro se alimenta e que ejeta", explica o astrofísico Angelo Ricarte, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian.

"A luz polarizada ensina-nos muito mais sobre a astrofísica, as propriedades do gás e os mecanismos que ocorrem enquanto um buraco negro se alimenta."

Como a polarização revelou o campo magnético

O trabalho de deteção do campo magnético de Sgr A* decorreu em duas partes. Primeiro, foi necessário identificar a polarização da luz observada por oito telescópios diferentes, entre os quais o poderoso Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - um dos observatórios mundiais utilizados para produzir a imagem inicial do buraco negro.

Depois de isolarem o sinal nos dados, os cientistas tiveram de determinar o seu significado - isto é, cartografar o próprio campo magnético.

Os resultados mostram um campo magnético poderoso que se enrola em torno de Sgr A* e atravessa a nuvem de poeira brilhante que o circunda. Além disso, esse campo revelou-se surpreendentemente semelhante ao campo magnético à volta de M87*, a primeira sombra de um buraco negro supermassivo alguma vez observada pelo mundo.

Isto é interessante porque existem diferenças bastante importantes entre ambos. Sgr A* tem cerca de 4,3 milhões de vezes a massa do Sol e quase não está ativo. M87* possui uma massa de aproximadamente 6,5 mil milhões de Sóis, mais ou menos, e é extremamente ativo. Não seria inesperado encontrar dinâmicas distintas no espaço que os rodeia; no entanto, deparamo-nos com uma semelhança invulgar.

Semelhanças entre Sgr A* e M87*

Esta conclusão indica que a física em redor dos buracos negros se ajusta bastante bem à escala, fornecendo uma nova ferramenta para interpretar o seu comportamento no futuro e apontando características a procurar.

"Com uma amostra de dois buracos negros - com massas muito diferentes e galáxias hospedeiras muito diferentes - é importante determinar em que aspetos concordam e divergem", afirma a física Mariafelicia De Laurentis, da Universidade de Nápoles Federico II, em Itália.

"Como ambos apontam para campos magnéticos fortes, isso sugere que esta pode ser uma característica universal e talvez fundamental destes tipos de sistemas. Uma das semelhanças entre estes dois buracos negros poderá ser um jato, mas, embora tenhamos obtido imagens de um jato muito evidente em M87, ainda não encontrámos um em Sgr A."

Só teremos de continuar a procurar.

A investigação foi publicada em dois artigos na revista The Astrophysical Journal Letters. Podem ser consultados aqui e aqui.