Ouça os sons assustadores de um buraco negro, captados pela NASA.

A NASA divulgou em 2022 um excerto áudio inquietante: a “voz” de um buraco negro supermassivo a cerca de 250 milhões de anos-luz, convertida a partir de ondas acústicas que se propagam no gás à sua volta.

Esse buraco negro encontra-se no centro do Aglomerado de Perseu, um vasto conjunto de galáxias. Para que o fenómeno pudesse ser ouvido por nós, as frequências originais foram transpostas 57 e 58 oitavas acima, trazendo-as para a gama de audição humana.

O resultado é um uivo estranho e claramente não natural - e, honestamente, com um tom que parece tão ameaçador quanto arrepiante.

Sonificação da NASA do buraco negro supermassivo no Aglomerado de Perseu

O que se está a ouvir, afinal? Embora o espaço seja um vácuo e o som não se propague “como no ar”, isso não significa que não existam ondas de pressão noutros ambientes cósmicos. Em regiões com gás e plasma, as perturbações podem deslocar-se como ondas sonoras.

Foi precisamente isso que, em 2003, astrónomos identificaram: ondas acústicas a atravessar as enormes quantidades de gás que envolvem o buraco negro supermassivo no coração do Aglomerado de Perseu - o mesmo sistema que viria a ganhar fama pelos seus lamentos espectrais quando os dados foram convertidos em som.

No seu tom real, essas ondas são impossíveis de ouvir. Incluem a nota mais grave do Universo alguma vez detectada por humanos, muito abaixo do limiar auditivo. A sonificação recente não se limitou a “subir” o registo por dezenas de oitavas: também acrescentou notas detectadas no sistema, para dar uma ideia de como estas vibrações poderiam soar a ecoar pelo espaço entre galáxias.

A nota mais baixa, identificada em 2003, corresponde a um si bemol, pouco mais de 57 oitavas abaixo do dó central. Nessa escala, o seu “ritmo” é tão extremo que o período associado é de cerca de 10 milhões de anos. Para comparação, a nota mais baixa que o ouvido humano consegue detectar tem um período de aproximadamente 0,05 segundos.

Para construir o áudio, as ondas foram extraídas de forma radial (isto é, a partir do centro e para o exterior) e “tocadas” no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio a partir do núcleo, de modo a representar direcções diferentes em torno do buraco negro. As frequências que ouvimos foram elevadas para valores 144 biliões e 288 biliões de vezes superiores à frequência original, tornando-as audíveis.

Como acontece com muitas conversões de dados espaciais para áudio, o efeito final é particularmente perturbador - um som que não é “gravado” como num microfone, mas reconstruído a partir de medições físicas reais.

Porque estas ondas importam: o meio intracluster, o calor e a formação de estrelas

Estas sonificações não servem apenas para impressionar. Entre as galáxias de um aglomerado existe um gás muito difuso misturado com plasma, conhecido como meio intracluster. Apesar de rarefeito, é muito mais denso e muito mais quente do que o meio fora dos aglomerados (o meio intergaláctico).

A propagação de ondas sonoras através do meio intracluster é um dos mecanismos capazes de o aquecer, porque estas ondas transportam energia pelo plasma. E, como a temperatura ajuda a regular a formação de estrelas, estas ondas podem ter um papel importante na evolução dos aglomerados de galáxias ao longo de períodos muito longos.

É também esse calor que torna possível detectá-las. Por estar extremamente quente, o meio intracluster brilha com intensidade em raios X. O Observatório de Raios X Chandra não só permitiu a detecção inicial das estruturas associadas às ondas, como forneceu a base para o projecto de sonificação.

Um aspecto adicional - e nem sempre sublinhado - é que a sonificação pode melhorar a acessibilidade científica: transformar padrões visuais em som cria uma via alternativa para explorar dados, incluindo para pessoas com baixa visão, e pode ajudar investigadores a identificar ritmos, variações e anomalias que, por vezes, passam despercebidos num gráfico.

M87*: do Telescópio Horizonte de Eventos ao som

Outro buraco negro supermassivo célebre também recebeu tratamento semelhante: M87*, o primeiro buraco negro alguma vez observado directamente numa campanha monumental liderada pela colaboração do Telescópio Horizonte de Eventos.

Em paralelo, M87* foi observado por outros instrumentos, incluindo: - o Chandra (raios X), - o Hubble (luz visível), - e o ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (comprimentos de onda de rádio).

Essas imagens revelaram um jacto gigantesco de material a ser lançado a partir da região imediatamente exterior ao buraco negro, com velocidades aparentes superiores à da luz no vácuo (um efeito de perspectiva e geometria - não uma violação da física). E esses dados também foram convertidos em áudio.

Aqui, porém, é importante distinguir: ao contrário do caso de Perseu, estes dados não eram ondas sonoras desde o início. Eram medições de luz em diferentes frequências, convertidas para som. Na sonificação, os dados de rádio (frequências mais baixas) ficam com os tons mais graves, os dados ópticos ocupam a zona intermédia e os raios X surgem como os sons mais agudos.

Transformar dados visuais em som pode ser uma forma diferente - e surpreendentemente útil - de experienciar fenómenos cósmicos. Em termos científicos, mudar a “linguagem” de um conjunto de dados pode realçar padrões escondidos e abrir caminho a descobertas mais detalhadas sobre o Universo vasto e ainda profundamente misterioso.

Uma versão deste artigo foi publicada originalmente em maio de 2022.