A agência espacial americana Nasa divulgou nesta última semana a descoberta de novos sons de um buraco negro que fica no centro do aglomerado de galáxias Perseus. É um som de outro mundo e soa para o cidadão comum como fantasmagórico. As pesquisas iniciais das primeiras descobertas foram feitas em 9 de setembro de 2003., quando astrônomos usando o Observatório de raios-X Chandra encontraram, pela primeira vez, ondas sonoras de um buraco negro supermassivo. A ‘nota” é a mais profunda já detectada de qualquer objeto em nosso universo.
As enormes quantidades de energia transportadas por essas ondas sonoras podem resolver um problema de longa data na astrofísica. Para quem domina o idioma inglês, pode ler o texto original da Nasa clicando neste link. No início deste mês, uma nova sonificação trouxe mais notas para esta máquina de som do buraco negro. A nova sonificação – ou seja, a tradução de dados astronômicos em som-está sendo lançada para a semana do Buraco Negro da Nasa neste ano.
Buraco negro
O buraco negro reside no aglomerado de galáxias Perseus localizado a 250 milhões de anos-luz da Terra. Em 2002, os astrônomos obtiveram uma observação profunda do Chandra que mostra ondulações no gás que enche o aglomerado. Essas ondulações são evidências de ondas sonoras que viajaram centenas de milhares de anos-luz de distância do buraco negro central do aglomerado. Cada objeto difuso é uma galáxia. Observações anteriores revelaram as quantidades prodigiosas de luz e calor criadas pelos buracos negros. “Agora também detectamos seu som”, diz Andrew Fabian, do Instituto de Astronomia de Cambridge, na Inglaterra, e líder do estudo.
“As ondas sonoras de Perseus são muito mais do que apenas uma forma interessante de acústica de buracos negros”, diz Steve Allen, também do Instituto de Astronomia e co-investigador da pesquisa. “Essas ondas sonoras podem ser a chave para descobrir como os aglomerados de galáxias, as maiores estruturas do universo, crescem””, acrescenta. Observações anteriores do Chandra do aglomerado Perseus revelaram duas vastas cavidades em forma de bolha que se estendem para longe do buraco negro central. As ondas sonoras, vistas se espalhando pelas cavidades na recente observação do Chandra, poderiam fornecer esse mecanismo de aquecimento.
“De certa forma, essa sonificação é diferente de qualquer outra feita antes porque revisita as ondas sonoras reais descobertas em dados do Observatório de raios-X Chandra da Nasa. O equívoco popular de que não há som no espaço se origina com o fato de que a maior parte do espaço é essencialmente um vácuo, não fornecendo meio para as ondas sonoras se propagarem. Um aglomerado de galáxias, por outro lado, tem grandes quantidades de gás que envolvem as centenas ou mesmo milhares de galáxias dentro dele, fornecendo um meio para as ondas sonoras viajarem”, diz a agência espacial.
Ondas sonoras
Nesta nova sonificação de Perseu, as ondas sonoras que os astrônomos identificaram anteriormente foram extraídas e audíveis pela primeira vez. As ondas sonoras foram extraídas em direções radiais, ou seja, para fora do centro. Os sinais foram então ressintetizados no alcance da audição humana, escalando-os para cima, por 57 e 58 oitavas acima de seu tom verdadeiro. Outra maneira de colocar isso é que eles estão sendo ouvidos 144 quatrilhões e 288 quatrilhões de vezes maior do que sua frequência original. (Um quatrilhão é de 1.000.000.000.000.000.) A varredura semelhante a um radar ao redor da imagem permite ouvir ondas emitidas em diferentes direções.
Na imagem visual desses dados, azul e roxo mostram dados de raios-X capturados por Chandra”, informa a Nasa. Além do aglomerado de galáxias Perseus, uma nova sonificação de outro famoso buraco negro está sendo lançada. Estudado por cientistas por décadas, o buraco negro em Messier 87, ou M87, ganhou status de celebridade na ciência após o primeiro lançamento do projeto Event Horizon Telescope (EHT) em 2019.
Esta nova sonificação não apresenta os dados do EHT, mas sim analisa os dados de outros telescópios que observaram o M87 em escalas muito mais amplas aproximadamente ao mesmo tempo. A imagem em forma visual contém três painéis que são, de cima para baixo, raios-X do Chandra, luz óptica do Telescópio Espacial Hubble da Nasa e ondas de rádio do Atacama Large Millimeter Array no Chile. A região mais brilhante à esquerda da imagem é onde o buraco negro é encontrado, e a estrutura no canto superior direito é um jato produzido pelo buraco negro. O jato é produzido por material caindo no buraco negro. A sonificação varre a imagem de três camadas da esquerda para a direita, com cada comprimento de onda mapeado para uma gama diferente de tons audíveis.
As ondas de rádio são mapeadas para os tons mais baixos, dados ópticos para tons médios e raios-X detectados pelo Chandra para os tons mais altos. A parte mais brilhante da imagem corresponde à parte mais alta da sonificação, que é onde os astrônomos encontram o buraco negro de massa solar de 6,5 bilhões que EHT imaginou.
Representações visuais
Mais sonificações de dados astronômicos, bem como informações adicionais sobre o processo, podem ser encontradas no site “a Universe of Sound”: https://chandra.si.edu/sound/. “Grande parte do nosso Universo está muito distante para qualquer pessoa visitar pessoalmente, mas ainda podemos explorá-lo. Os telescópios nos dão a chance de entender como são os objetos em nosso universo em diferentes tipos de luz. Ao traduzir os dados inerentemente digitais (na forma de uns e zeros) capturados por telescópios no espaço em imagens, os astrônomos podem criar representações visuais do que de outra forma seria invisível para nós”, destaca a Nasa.
Experimentar esses dados com outros sentidos, como ouvir?, questiona. “Sonificação é o processo que traduz dados em som. Nosso novo projeto traz partes da nossa galáxia Via Láctea, e do universo maior além dela, para os ouvintes pela primeira vez”, responde. Essas sonificações foram lideradas pelo Chandra X-ray Center (CXC) e incluídas como parte do programa Universe of Learning (UoL) da Nasa com suporte adicional do Hubble Space Telescope/Goddard Space Flight Center da Nasa. A colaboração foi conduzida pela cientista de visualização Kimberly Arcand( CXC), astrofísico Matt Russo e músico Andrew Santaguida (ambos do projeto de som de sistemas). O Marshall Space Flight Center da Nasa gerencia o programa Chandra. O centro de raios-X Chandra do Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência de Cambridge Massachusetts e as operações de voo de Burlington, Massachusetts. O universo de materiais de aprendizagem da Nasa é baseado no trabalho sob o número de concessão de acordo cooperativo NNX16AC65A ao Space Telescope Science Institute, trabalhando em parceria com Caltech / IPAC, Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian e o Jet Propulsion Laboratory.