O buraco negro é um fenômeno tão estranho que os cientistas que propuseram essa ideia acreditaram que na realidade eles não poderiam existir. Eles se formam a partir de estrelas gigantes quebradas, e sua massa é tão densa que nada pode escapar do controle de sua atração gravitacional, incluindo a luz. Os buracos negros distorcem o espaço-tempo e os cientistas estão constantemente se perguntando: como poderiam ser? Talvez possamos vê-los com o telescópio Event Horizon, mas em 1979, Jean-Pierre Lumine criou a primeira "imagem" usando apenas o então computador com cartões perfurados, muitos cálculos matemáticos e tinta.
O problema de representar um buraco negro é que, por definição, ele não pode emitir luz. Felizmente, grandes buracos negros são normalmente encontrados próximos a outras estrelas, sugando matéria para fora deles, o que os astrônomos podem basicamente notar. “Conforme [gases das estrelas] entram no buraco negro, ele se aquece mais e mais e, eventualmente, começa a emitir radiação. Esta é uma boa fonte de luz: anéis de acreção estão brilhando, iluminando o buraco negro central”, escreve Lumine em seu blog.
Uma característica distintiva de um buraco negro é sua fronteira como um "horizonte de eventos", um ponto sem retorno para matéria e luz. A matéria em sua periferia, sugada de estrelas próximas, forma um "disco de acreção", descrito em Interestelar como dois discos perpendiculares brilhantes. Mas isso é apenas uma ilusão - há apenas um disco no equador, mas a luz é curvada devido à extrema gravidade do buraco negro (lentes gravitacionais).
O desenho de Lumine descreve dois outros fenômenos importantes que não são observados no espaço interestelar. O primeiro é o fato de que a energia e a luz são mais fortes perto da borda do buraco negro e mais fracas à distância. Outro é o efeito Doppler, causado pela rotação do disco de acreção, que faz com que a luz pareça mais brilhante de um lado, dependendo do sentido de rotação. Na imagem de Lumine, o disco de acreção gira no sentido anti-horário, de modo que sua luz se aproxima do observador pela esquerda e se afasta pela direita, iluminando o lado esquerdo.
Tudo isso faz com que o buraco negro se torne muito mais brilhante no centro e à esquerda, como mostrado no desenho de Lumine, ao contrário do buraco negro de Gargantua criado pela equipe de gráficos interestelar. “Uma imagem realista deve mostrar uma forte assimetria no brilho do disco, de forma que um lado fique muito mais claro e o outro muito mais escuro”, diz ele.
O resultado do trabalho do cientista é a imagem considerada mais realista. Modelos de computador posteriores criados na NASA mostram os mesmos elementos definidores - um fino "anel de fótons" no centro, luz deslocada por Doppler e um disco de acreção duplo causado por lentes gravitacionais. Portanto, para um entusiasta de cartões perfurados e tinta funcionou muito bem.
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Sergey Lukavsky
