Ouve 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 de distância, obtida a partir de ondas acústicas que se propagam no espaço em torno dele.

O objecto em causa encontra-se no coração do Aglomerado de Perseu, um conjunto de galáxias envolto por enormes quantidades de gás. Como essas vibrações têm frequências demasiado baixas para a audição humana, os cientistas recorreram à sonificação, elevando os sinais 57 e 58 oitavas para que se tornassem audíveis. O resultado assemelha-se a um uivo sobrenatural - sombrio, insistente e, para muitos ouvidos, quase irado.

O que está a ser ouvido no Aglomerado de Perseu (NASA): ondas acústicas e sonificação

Importa esclarecer o essencial: no vácuo do espaço não há som como o entendemos no dia-a-dia, porque faltam partículas para transportar as ondas sonoras. Ainda assim, em regiões ricas em matéria - como os enxames de galáxias - existem gases e plasmas suficientemente densos para que ondas de pressão se possam propagar. É esse fenómeno que está por trás do áudio da NASA.

A extração e conversão destas ondas para som audível foi, de facto, a primeira vez que estes sinais foram isolados e apresentados desta forma ao público.

A descoberta de 2003: o tom mais grave alguma vez detectado

Em 2003, astrónomos identificaram algo notável: ondas acústicas a atravessar as grandes reservas de gás que rodeiam o buraco negro supermassivo no centro do Aglomerado de Perseu. Essas ondas incluem a nota mais grave alguma vez registada por seres humanos - tão abaixo do limite da audição que, no seu “tom” real, é impossível de ouvir.

A nota mais baixa, detectada nessa altura, corresponde a um Si bemol, situado pouco mais de 57 oitavas abaixo do Dó central. Nessa escala extrema, o “ritmo” do sinal é quase incompreensível no quotidiano: a sua frequência equivale a um período de cerca de 10 milhões de anos. Para comparação, o tom mais grave normalmente perceptível por humanos ronda uma frequência cujo período é de aproximadamente 0,05 segundos (um vigésimo de segundo).

Como a NASA transformou as ondas em áudio audível

Na sonificação mais recente, não se limitou a subir o sinal muitas oitavas: também foram incorporadas outras componentes detectadas na região, para se obter uma ideia mais completa de como estas vibrações “soariam” ao atravessar o espaço entre galáxias dentro do enxame.

As ondas foram extraídas de forma radial, isto é, a partir do centro e para fora do buraco negro. Depois, foram reproduzidas num percurso no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, começando no centro, para que se possa “percorrer” auditivamente a emissão em todas as direcções. No áudio final, as frequências aparecem elevadas para valores cerca de 1,44 × 10¹⁷ e 2,88 × 10¹⁷ vezes superiores às frequências originais.

O efeito final é perturbador - como sucede com muitas sonificações de dados do espaço, onde padrões invisíveis em imagens ou gráficos se tornam estranhamente expressivos quando convertidos em som.

Porque estas ondas importam: aquecimento do meio intracluster e evolução dos enxames

Estes sons não são apenas uma curiosidade. Entre as galáxias de um enxame existe um gás e plasma rarefeito conhecido como meio intracluster. Apesar de tenuamente distribuído, esse meio é mais denso e muito mais quente do que o meio intergaláctico fora dos enxames.

A propagação de ondas acústicas através do meio intracluster é um dos mecanismos capazes de transportar energia pelo plasma e contribuir para o aquecimento desse ambiente. Como a temperatura influencia a forma como o gás arrefece (ou não) e, por consequência, afecta a formação de estrelas, estas ondas podem ter um papel relevante na evolução dos enxames de galáxias ao longo de períodos muito longos.

Esse aquecimento é também a razão pela qual conseguimos detectar as ondas. O meio intracluster, por ser tão quente, brilha intensamente em raios X. Foi o Observatório de Raios X Chandra que permitiu não só detectar inicialmente estas estruturas, como também viabilizar o projecto de sonificação.

M87* também “ganhou voz”: dados de luz convertidos em som

Outro buraco negro supermassivo famoso passou por um tratamento semelhante: o M87*, o primeiro buraco negro a ser directamente registado em imagem num esforço monumental da colaboração do Telescópio do Horizonte de Eventos. Em simultâneo, o objecto foi observado por outros instrumentos, incluindo o Chandra (raios X), o Telescópio Espacial Hubble (luz visível) e o Conjunto Milimétrico/submilimétrico de Grande Atacama (ALMA) (ondas de rádio).

Essas observações revelaram um jacto colossal de material a ser lançado a partir da região imediatamente exterior ao buraco negro, com velocidades que parecem ultrapassar a da luz no vácuo - um efeito de perspectiva conhecido, mas visualmente impressionante. Esses dados também foram sonificados.

Aqui, porém, convém distinguir: ao contrário do caso de Perseu, estes dados não eram ondas sonoras à partida, mas sim luz em diferentes frequências. Na sonificação do M87*, os dados de rádio (frequências mais baixas) correspondem aos tons mais graves; a componente óptica ocupa a faixa intermédia; e os raios X surgem nos tons mais agudos.

Para além do impacto: utilidade científica e novas formas de explorar dados

Converter informação visual em som pode ser uma forma diferente - e eficaz - de experienciar fenómenos cósmicos, mas também pode acrescentar valor científico. Ao mudar o “formato” de um conjunto de dados, padrões discretos podem tornar-se mais fáceis de reconhecer, ajudando a revelar detalhes que passariam despercebidos numa análise exclusivamente visual.

Além disso, estas técnicas têm um benefício adicional frequentemente sublinhado por equipas de divulgação científica: a sonificação pode melhorar a acessibilidade, permitindo que mais pessoas, incluindo quem tem baixa visão, explorem dados astronómicos através de um canal sensorial alternativo.

Ainda assim, é importante interpretar estas peças pelo que são: representações baseadas em medições reais, com escolhas de mapeamento (por exemplo, que atributo vira altura, intensidade ou ritmo). Ouvir “o Universo” desta forma não substitui a análise tradicional - complementa-a, abrindo outra via para perceber estruturas, regularidades e anomalias.

Uma versão deste artigo foi publicada pela primeira vez em Maio de 2022.