A mudança acontece duas vezes a cada 12 anos? Veja o que os cientistas conseguiram demonstrar olhando para um deles.

Os astrônomos conseguiram testar as principais previsões das teorias da relatividade de Albert Einstein, estudando a maneira como dois buracos negros se movem.

Um desses objetos é um verdadeiro colosso: um buraco que pesa 18 bilhões de vezes a massa do nosso Sol; o outro não é tão grande, com “apenas” 150 milhões de massas solares.

Os cientistas foram capazes de prever suas interações com muita precisão. Para isso, fizeram cálculos que incluíam os efeitos de distorção espaço-temporal gerados pelos furos e considerando que o maior tinha uma “superfície” lisa.

O emparelhamento de buracos negros, conhecido como OJ 287, está a cerca de 3,5 bilhões de anos-luz da Terra.

Os cientistas sabem há muito tempo sobre um brilho repentino desse sistema que ocorre duas vezes a cada 12 anos. A explosão de energia é equivalente a um trilhão de sóis que se acendem ao mesmo tempo na galáxia hospedeira do buraco.

A melhor explicação para esse comportamento extraordinário é que o menor objeto colide rotineiramente com um disco de gás e poeira acumulado em seu maior companheiro, aquecendo o material a temperaturas extremamente altas no processo.

Mas essa queima é um tanto irregular. Às vezes, os episódios de clareamento no período de 12 anos ocorrem com apenas um ano de intervalo; outras vezes, com até 10 anos de diferença.

Isso ocorre porque há uma grande complexidade no caminho que o pequeno orifício percorre em torno de seu parceiro, uma complexidade que a equipe de pesquisa incorporou agora a um modelo altamente sofisticado.

“A órbita do menor buraco negro muda de eixo. É por isso que os tempos de impacto variam”, diz Mauri Valtonen, da Universidade de Turku, na Finlândia. “Em 1996, tínhamos um modelo que previa mais ou menos o que aconteceria. Mas estamos nos tornando cada vez mais precisos”, disse ele à BBC News.

Ondas gravitacionais

Um dos parâmetros importantes do modelo atualizado é a energia que irradia do sistema na forma de ondas gravitacionais.

Essas ondas na estrutura espaço-temporal, previstas pela teoria geral da relatividade de Einstein, são geradas por corpos aceleradores e, nas circunstâncias supermassivas do OJ 287, exercem uma influência significativa na maneira como o sistema opera.

O principal teste do modelo mais recente ocorreu em 31 de julho do ano passado, quando o aparecimento da queima mais recente foi identificado dentro de 2,5 horas do que as equações haviam previsto.

O evento foi capturado por Telescópio espacial infravermelho Spitzer, da NASA (a agência espacial dos EUA), em um momento de sorte, porque o OJ 287 estava do outro lado do Sol em relação à Terra naquele momento e, portanto, fora da vista das instalações terrestres.

O fato de o Spitzer ser um telescópio espacial e estar longe da Terra (160 milhões de km), por outro lado, colocou-o em uma posição privilegiada para ver o fenômeno.

“Quando verifiquei pela primeira vez a visibilidade do OJ 287, fiquei surpreso ao descobrir que Spitzer capturou o dia em que o próximo fenômeno foi previsto”, disse Seppo Laine, um cientista da equipe americana da Caltech, que supervisionou a exibição. de Spitzer.

“Tivemos muita sorte de poder capturar o pico desse fenômeno com Spitzer, porque nenhum outro instrumento feito pelo homem foi capaz de realizar esse feito naquele momento específico”.

Outro refinamento do modelo envolveu mais detalhes sobre as características físicas do buraco negro maior. Especificamente, sua rotação.

Cientistas, incluindo Stephen Hawking, desenvolveram o que ficou conhecido como o teorema “sem pêlos” dos buracos negros. Isso essencialmente estabelece que a superfície, ou “horizonte de eventos”, de um buraco negro ao longo de seu eixo de rotação é simétrica: não há solavancos ou solavancos.

A observação do DO 287 é considerada a melhor prova até agora desta idéia. Se houvesse irregularidades graves, o tempo não teria sido previsto com a mesma precisão.

O professor Achamveedu Gopakumar, do Instituto de Pesquisa Fundamental Tata na Índia, trabalhou na adição de ondas gravitacionais ao modelo, juntamente com o aluno Lankeswar Dey.

O professor falou de sua “alegria” quando viu os dados de Spitzer chegarem. Agora, ele espera que o OJ 287 seja fotografado pelo Event Horizon Telescope (EHT), que produziu a primeira imagem de um buraco negro feito pela humanidade no ano passado.

“O EHT examinou a fonte (do fenômeno) em 2017 e 2018. Outra investigação está em espera (devido ao coronavírus) e esperamos ter tempo para 2021”, disse ele à BBC News.