Descoberta de estrela próxima ao buraco negro central da Via Láctea revela distorção no espaço-tempo

Descoberta e Contexto Científico

Uma equipe internacional de astrônomos, liderada pelo Grupo Infravermelho/Submilimétrico do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), anunciou a descoberta da estrela S301. Este corpo celeste orbita o Sagittarius A* (Sgr A*), o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, a uma proximidade tão extrema que experimenta o fenômeno de espaço-tempo distorcido. Com uma órbita altamente elíptica de apenas 8,7 anos, a S301 detém agora o recorde de período orbital mais curto já registrado no centro galático.

De acordo com Reinhard Genzel, Diretor do MPE e laureado com o Nobel de Física em 2020, a órbita da S301 é dez vezes mais próxima do centro galático do que a melhor medição anterior. No ponto de maior aproximação, a estrela chega a uma distância do buraco negro comparável à distância entre o Sol e o planeta Saturno. Esta proximidade permite que a estrela funcione como uma sonda natural para testar as previsões da relatividade geral em campos gravitacionais intensos.

Efeitos Relativísticos e Arraste de Referencial

A pesquisa indica que a trajetória da S301 desvia significativamente do que seria previsto pela teoria clássica da gravitação de Newton. Dois princípios científicos fundamentais explicam esse comportamento. O primeiro é a Precessão de Schwarzschild, que ocorre devido à curvatura do espaço em torno de uma massa central. O segundo, e mais raro de ser observado, é o efeito Lense-Thirring (também conhecido como frame-dragging ou arraste de referencial).

"Uma massa em rotação, de certa forma, arrasta o espaço-tempo ao redor consigo — muito parecido com uma colher girando a água em uma xícara", explicaram os pesquisadores do MPE.

S301 é a primeira estrela observada orbitando diretamente na região onde o efeito de arraste causado pela rotação do buraco negro é extremo. Isso permite não apenas medir a curvatura, mas como essa curvatura é distorcida pela rotação (spin) do próprio buraco negro.

Tecnologia de Observação e Futuro

A identificação da S301 foi possível graças ao instrumento GRAVITY no Very Large Telescope Interferometer (VLTI) do Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile. O GRAVITY utiliza quatro telescópios de 8 metros simultaneamente, alcançando uma resolução angular 40 vezes superior à de um telescópio individual. Recentemente, o sistema foi atualizado para o GRAVITY+, aumentando a sensibilidade em até 100 vezes.

Com essas novas ferramentas, os cientistas preveem que, na próxima década, será possível medir diretamente a rotação do buraco negro, um marco histórico para a física. O estudo detalhado foi publicado na revista científica Nature e representa um avanço significativo na compreensão de ambientes gravitacionais extremos. O documento original e os dados técnicos completos podem ser acessados através da fonte oficial no portal The Debrief.