Uma nova sonda veloz do centro da Via Láctea
Os astrônomos identificaram uma estrela recém-reconhecida que orbita extraordinariamente perto de Sagittarius A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. A estrela, chamada S301, é descrita como a S-estrela mais rápida já encontrada e a integrante conhecida mais próxima dessa classe do buraco negro, segundo a reportagem da Universe Today com base em uma pesquisa que será publicada em Nature. A descoberta oferece aos pesquisadores uma nova e potencialmente poderosa maneira de estudar a gravidade e o espaço-tempo em condições extremas.
As S-estrelas são uma população cientificamente importante porque suas órbitas forneceram algumas das evidências mais fortes de que existe um buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia. Essas estrelas correm ao redor de um objeto compacto de cerca de 4 milhões de massas solares, e suas trajetórias podem ser acompanhadas com precisão suficiente para revelar como a gravidade se comporta em um dos ambientes mais intensos acessíveis à observação. Com a S301, os astrônomos agora têm uma estrela que leva esses testes ainda mais longe.
O que diferencia a S301 é a combinação de velocidade e proximidade. A Universe Today informa que a estrela atinge cerca de 25.000 quilômetros por segundo e completa uma órbita em apenas 8,7 anos. Ela também se aproxima do buraco negro a cerca de 12 unidades astronômicas, o que a coloca de forma surpreendentemente próxima em termos cósmicos. Essa distância é apenas cerca de uma dúzia de vezes a separação entre a Terra e o Sol, algo notavelmente estreito para um objeto que orbita um buraco negro milhões de vezes mais massivo que o Sol.
Por que a proximidade importa mais do que o espetáculo
O valor da S301 não está apenas no fato de ser rápida. Sua órbita apertada a torna especialmente sensível a efeitos relativísticos, incluindo a influência da rotação do buraco negro sobre o espaço-tempo ao redor dele. Em circunstâncias normais, as previsões mais sutis da relatividade podem ser difíceis de separar das interações gravitacionais mais ruidosas presentes em sistemas astronômicos. Mas perto de Sagittarius A*, as condições são severas o suficiente para que esses efeitos se tornem mensuráveis com observações suficientemente precisas.
É por isso que os pesquisadores destacam a S301 como mais do que apenas mais uma integrante da família das S-estrelas. A Universe Today cita o coautor do estudo Felix Mang descrevendo a órbita como sem precedentes em sua proximidade, e cita o Nobel Reinhard Genzel dizendo que a estrela abre uma nova janela observacional sobre as propriedades fundamentais do espaço-tempo ao redor do buraco negro no centro galáctico. Na prática, a implicação principal é que a S301 pode ajudar os astrônomos a restringir o giro de Sagittarius A*, uma propriedade muito mais difícil de medir do que a massa.
O giro de um buraco negro importa porque ele codifica parte da história do objeto. A rotação de um buraco negro pode refletir como ele se formou, quanta matéria absorveu e como interagiu com seu ambiente ao longo do tempo. Estimativas melhores do giro de Sagittarius A* informariam, portanto, não apenas testes da relatividade, mas também a história evolutiva do motor central da Via Láctea.
O que torna esta descoberta tecnicamente significativa
O centro galáctico é um dos alvos de observação mais desafiadores da astronomia. Gás denso, poeira e a aglomeração de muitas estrelas próximas dificultam isolar objetos e rastrear suas trajetórias por longos períodos. As S-estrelas só se tornaram acessíveis à ciência por meio de campanhas sustentadas de alta resolução com telescópios poderosos e instrumentos especializados. Neste caso, a Universe Today aponta observações do Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul e do instrumento GRAVITY, que conseguem resolver o movimento na vizinhança imediata de Sagittarius A* com precisão excepcional.
Essa precisão é essencial porque os astrônomos não estão apenas identificando onde uma estrela está, mas como sua órbita muda ao longo do tempo. Efeitos relativísticos podem aparecer como pequenas mudanças na orientação ou na marcação temporal da órbita, e quanto mais perto uma estrela passa do buraco negro, mais pronunciados esses efeitos podem se tornar. Um período orbital curto também ajuda. Como a S301 orbita Sagittarius A* em menos de nove anos, os cientistas podem reunir observações repetidas e comparáveis em uma escala de tempo prática para a pesquisa, em vez de esperar décadas para uma volta completa.
Essa combinação de período curto, alta velocidade e aproximação próxima faz da S301 uma sonda natural incomumente eficiente. Em vez de depender de um alinhamento cósmico pontual, os astrônomos podem continuar observando a mesma estrela à medida que ela retorna por diferentes partes da órbita e refinar seus modelos conforme os dados melhoram.
Um passo para testar a gravidade onde ela é mais difícil de testar
A relatividade geral superou todos os grandes testes experimentais a que foi submetida até agora, da precessão da órbita de Mercúrio à detecção de ondas gravitacionais. Ainda assim, os físicos querem desafiar a teoria nos regimes mais extremos possíveis, porque qualquer desvio pode sugerir uma física mais profunda. A região imediatamente ao redor de um buraco negro supermassivo é um desses regimes.
A S301 não encerrará todas as questões em aberto por conta própria. O material de origem não sugere que as assinaturas relativísticas já tenham sido totalmente medidas ou que o giro do buraco negro já tenha sido estabelecido apenas com essa estrela. Mas a descoberta oferece um novo alvo, e extraordinariamente promissor, para esse trabalho. Sua órbita parece colocá-la exatamente no tipo de ambiente em que previsões minúsculas sobre o espaço-tempo distorcido podem se tornar observáveis.
Há também um padrão científico mais amplo aqui. A astronomia frequentemente avança por meio de instrumentos, paciência e melhores sondas, e não por um único avanço conceitual. A S301 parece importante porque melhora a sonda. Ela oferece aos pesquisadores outro traçador preciso do campo gravitacional ao redor de Sagittarius A* e, talvez, o melhor até agora para estudar efeitos rotacionais perto da vizinhança do horizonte de eventos.
Se observações de acompanhamento confirmarem essa promessa, a S301 poderá se tornar uma das estrelas mais valiosas da astronomia galáctica moderna. Não porque mude o que Sagittarius A* é, mas porque pode permitir que os cientistas façam perguntas mais exatas sobre como o buraco negro molda o espaço-tempo ao seu redor. Nesse sentido, a descoberta lembra que, mesmo em uma galáxia estudada há décadas, os objetos mais reveladores ainda podem surgir de observações mais próximas e cuidadosas.
Este artigo é baseado em reportagem da Universe Today. Leia o artigo original.
Originally published on universetoday.com