Astrônomos produziram um vídeo de alta resolução de um jato lançado por um buraco negro supermassivo no centro da galáxia 3C 345. O resultado foi obtido com quase 30 anos de observações e um modelo de aprendizado de máquina que reconstrói o movimento do material e aprimora as imagens.
A 3C 345 é um blazar, tipo de galáxia extremamente ativo cujo núcleo libera um jato formado por gás e plasma em velocidades próximas à da luz. O buraco negro responsável pelo fenômeno pode estar orbitado por um segundo buraco negro, hipótese associada à variação do jato observada pelos astrônomos há décadas.
Para montar o vídeo, a equipe combinou 116 imagens registradas entre 1995 e 2022. O processamento foi feito pelo Kine, algoritmo baseado em redes neurais. O resultado apresenta três perspectivas dos jatos: intensidade total, polarização, usada como indicador do campo magnético, e fluxo óptico, que representa a velocidade projetada.
Velocidade aparente acima da luz
A resolução permitiu analisar com mais detalhes a velocidade do plasma. O material parece se mover acima da velocidade da luz, mas o efeito não indica uma violação desse limite. A aparência é causada pela geometria da observação: os objetos se deslocam em três dimensões, mas são vistos como uma projeção bidimensional no céu.
A equipe calculou que a maior parte do gás apresenta velocidade aparente projetada entre nove e 12 vezes a velocidade da luz. Nas regiões mais brilhantes, a velocidade aparente fica entre dez e 13 vezes esse limite.
Os pesquisadores esperavam que essas áreas luminosas fossem frentes de choque e, por isso, se movessem muito mais rapidamente que o material ao redor. Os dados não confirmaram essa expectativa. Também não foram encontradas evidências de que os componentes brilhantes fossem regiões fortemente afetadas por choques. A falta de correlação entre essas estruturas e os picos de polarização enfraqueceu essa interpretação, embora não a elimine completamente.
Reconstrução feita por inteligência artificial
O Kine permitiu acompanhar o deslocamento do plasma ao longo do jato, em vez de analisar cada imagem separadamente. De acordo com os pesquisadores, o método oferece resolução aproximadamente quatro vezes maior e contraste 140 vezes maior que as abordagens convencionais.
A equipe afirma que o algoritmo poderá ser usado quando for possível produzir o primeiro vídeo do horizonte de eventos de um buraco negro. Alguns integrantes também participaram do Event Horizon Telescope, projeto responsável pela primeira imagem de um buraco negro supermassivo.
O estudo foi publicado na revista Nature.
