Encontrada estrela com órbita mais curta ao redor de buraco negro no centro da galáxia

No centro de nossa galáxia existe um buraco negro incrivelmente grande – sua massa é até quatro milhões de vezes maior que a do Sol. Uma pesquisa publicada nesta quinta-feira na revista Science relata a descoberta de uma nova estrela que gira em volta desse buraco negro, chamada S0-102. Seu período orbital é o mais curto de uma estrela em volta deste buraco negro já registrado até agora: ela demora 11,5 anos para dar uma volta completa. Antes disso, a menor órbita conhecida ao redor do buraco negro era a da estrela S0-2, que durava 16 anos. Segundo os astrônomos a descoberta deve ajudar a testar a teoria da relatividade formulada por Einstein, que prevê como a gravidade deforma o espaço-tempo.

Embora o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia não possa ser visto diretamente pelos pesquisadores, ele pode ser detectado a partir das estrelas que giram em sua volta. Por isso mesmo, a equipe da Universidade da Califórnia responsável pela pesquisa estuda a região há mais de 17 anos, usando os telescópios do Observatório W. M. Keck, instalados no Havaí. Eles procuram principalmente por astros com órbitas menores do que 20 anos, pois essas seriam mais afetadas pela gravidade do buraco negro.

No início da década de 90, eles descobriram a estrela S0-2, que detinha até agora o recorde de menor período orbital. Ela foi a primeira estrela a ter 100% de sua órbita ao redor do buraco negro traçada, possibilitando uma análise detalhada de sua trajetória. Até a descoberta da S0-102, os pesquisadores não haviam conseguido descrever mais de 40% da órbita de nenhuma outra estrela. “É muito gratificante encontrar essas duas estrelas orbitando o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia em um tempo tão curto”, disse Andrea Ghez, pesquisadora da Universidade da Califórnia que estuda mais de 3.000 estrelas que giram em volta do buraco negro – a maioria delas com órbitas de mais de 30 anos.

Com o conhecimento sobre a órbita da S0-102, os astrônomos esperam poder testar diversas teorias da física. “Agora começou um novo jogo, em termos dos experimentos que podemos realizar para entender como os buracos negros crescem ao longo do tempo, o papel desses buracos negros supermassivos no centro das galáxias e se a teoria da relatividade de Einstein é válida perto de buracos negros, onde ela nunca foi testada antes”, diz Ghez. Os pesquisadores precisavam conhecer a órbita completa de pelos menos duas estrelas próximas para medir os efeitos da gravidade do buraco negro na geometria do espaço-tempo. Agora que já possuem esses dados, o próximo passo é traçar como essa enorme gravidade afeta a órbita e a luz emitida pelas estrelas. A partir disso, poderão concluir se Einstein estava ou não correto.

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TEORIA DA RELATIVIDADE

A Teoria da Relatividade foi desenvolvida pelo físico alemão Albert Einstein no início do século XX. Ela pode ser dividida em campos: a relatividade restrita e a geral. A relatividade restrita diz que a velocidade da luz medida no vácuo é a mesma sob qualquer referencial de observação. Mesmo que um objeto esteja se afastando ou se aproximando, a velocidade relativa da luz não muda. Para que a velocidade seja sempre a mesma, há uma dilatação no tempo.

A relatividade geral adiciona gravidade à relatividade restrita. Ela diz que o espaço e o tempo são uma coisa só. É como se ele fosse uma grande superfície elástica. Planetas colocados sobre essa superfície “afundam” o plano por causa de sua massa ou velocidade. À medida que um satélite, por exemplo, se move na direção de um planeta, ele cai em direção ao astro por causa dessa deformação. Se o espaço-tempo for uma espécie de superfície que se estica com a presença de objetos pesados, isso significa que o tempo passa mais devagar nas proximidades desses objetos.