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Estrela espiralando em torno de buraco negro mostra que Einstein estava certo

Com informações do ESO - 16/04/2020

Estrela espiralando em torno de buraco negro mostra que Einstein estava certo
A órbita da S2 apresenta a forma de uma roseta e não a de uma elipse como previsto pela Teoria da Gravitação de Newton. Este efeito, conhecido por precessão de Schwarzchild, nunca tinha sido medido anteriormente numa estrela em órbita de um buraco negro supermassivo.
[Imagem: ESO/L. Calçada]

Gravitação de Einstein

Observações feitas pelo telescópio VLT, no Chile, revelaram pela primeira vez que uma das estrelas em órbita do buraco negro supermassivo situado no centro da Via Láctea, chamado Sagitário A*, desloca-se como previsto pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

A órbita da estrela apresenta a forma de uma roseta, e não a de uma elipse, como previsto pela teoria da gravitação de Newton.

Este resultado, procurado há muito tempo, foi possível graças a medições cada vez mais precisas executadas durante 30 anos, que permitiram aos astrônomos desvendar os mistérios da singularidade que se esconde no coração da nossa Galáxia.

"A Relatividade Geral de Einstein prevê que as órbitas ligadas de um objeto em torno de outro não são fechadas, como descrito na Gravitação Newtoniana, mas que precessam na direção do plano do movimento. Este efeito famoso - observado pela primeira vez na órbita que o planeta Mercúrio descreve em torno do Sol - se tratou da primeira evidência a favor da Relatividade Geral.

"Detectamos agora, um século mais tarde, este mesmo efeito no movimento de uma das estrelas que orbita a fonte rádio compacta Sagitário A*, situada no centro da Via Láctea. Esta descoberta observacional fortalece a evidência que aponta para Sagitário A* ser um buraco negro supermassivo com 4 milhões de massas solares," disse Reinhard Genzel, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, na Alemanha.

Estrela espiralando em torno de buraco negro mostra que Einstein estava certo
Esta simulação mostra as órbitas das estrelas muito próximas do buraco negro supermassivo situado no coração da Via Láctea. Uma destas estrelas, chamada S2, orbita este objeto a cada 16 anos e passou muito próximo do buraco negro em Maio de 2018.
[Imagem: ESO/L. Calçada/spaceengine.org]

Precessão

Situado a 26.000 anos-luz de distância do Sol, Sagitário A* e o aglomerado estelar denso que o rodeia representam um laboratório único para testar a Física em um regime de gravidade extrema.

Uma destas estrelas, a S2, desloca-se em direção ao buraco negro atingindo uma proximidade de 20 bilhões de km (o que corresponde a cento e vinte vezes a distância entre o Sol e a Terra), sendo assim uma das estrelas mais próximas encontradas em órbita do gigante massivo. Na sua máxima aproximação ao buraco negro, a S2 desloca-se pelo espaço a uma velocidade de quase 3% da velocidade da luz, completando uma órbita a cada 16 anos.

"Depois de seguirmos a estrela na sua órbita durante mais de duas décadas e meia, as nossas medições extremamente precisas detectam de forma robusta a precessão de Schwarzschild no percurso da S2 em torno de Sagitário A*," explicou Stefan Gillessen, membro da equipe.

A maioria das estrelas e planetas têm uma órbita não circular e por isso o seu deslocamento as afasta e aproxima do objeto que orbitam. A órbita da S2 precessa - o que significa que a localização do ponto mais próximo do buraco negro supermassivo muda a cada órbita, de tal modo que a órbita seguinte se encontra rodada relativamente à anterior, fazendo assim com que o seu percurso siga a forma de uma roseta.

A Relatividade Geral nos dá uma previsão precisa de quanto é que a órbita muda e as medições mais recentes correspondem exatamente à teoria. Este efeito, chamado precessão de Schwarzchild, nunca tinha sido medido antes em uma estrela em órbita de um buraco negro supermassivo.

Bibliografia:

Artigo: Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole
Autores: R. Abuter, A. Amorim, M. Bauböck, J. P. Berger, H. Bonnet, W. Brandner, V. Cardoso, Y. Clénet, P. T. de Zeeuw, J. Dexter, A. Eckart, F. Eisenhauer, N. M. Förster Schreiber, P. Garcia, F. Gao, E. Gendron, R. Genzel, S. Gillessen, M. Habibi, X. Haubois, T. Henning, S. Hippler, M. Horrobin, A. Jiménez-Rosales, L. Jochum, L. Jocou, A. Kaufer, P. Kervella, S. Lacour, V. Lapeyrère, J.-B. Le Bouquin, P. Léna, M. Nowak, T. Ott, T. Paumard, K. Perraut, G. Perrin, O. Pfuhl, G. Rodríguez-Coira, J. Shangguan, S. Scheithauer, J. Stadler, O. Straub, C. Straubmeier, E. Sturm, L. J. Tacconi, F. Vincent, S. von Fellenberg, I. Waisberg, F. Widmann, E. Wieprecht, E. Wiezorrek, J. Woillez, S. Yazici, G. Zins
Revista: Astronomy & Astrophysics
Vol.: 636, L5 14
DOI: 10.1051/0004-6361/202037813






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