Relatividade Geral de Einstein testada com estrela gigante e buraco negro supermassivo

Estrela gigante próxima do centro da nossa galáxia sugere, mais uma vez, que Albert Einstein estava correto sobre sua teoria da gravidade.

Esta ilustração artística mostra as órbitas de três estrelas, incluindo a estrela gigante S2, em torno do buraco negro supermassivo no centro da nossa Via Láctea. Os cientistas dizem que as órbitas das estrelas podem mostrar efeitos previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein.

Credit: ESO/M. Parsa/L. Calçada

Um grupo de astrônomos na Alemanha e na República Checa observaram três estrelas em um aglomerado próximo do buraco negro supermassivo no centro da galáxia Via Láctea. Usando dados do Very Large Telescope no Chile, entre outros, os pesquisadores acompanharam como as estrelas se mudam, a medida que viajam ao redor do buraco negro monstruoso.

Uma das estrelas, chamada de S2, mostrou pequenos desvios em sua órbita que podem indicar efeitos relativísticos, disseram os cientistas. Se as observações são confirmadas, então isso mostra que a teoria da relatividade geral de Einstein mantém-se mesmo sob condições extremas - em campos gravitacionais produzidos por objetos como o buraco negro do centro da galáxia, que contém a massa de 4 milhões de sóis. A relatividade geral diz que objetos massivos dobram o espaço à sua volta, fazendo com que outros objetos se movem em direção à geodésica formada pela curvatura do espaço tempo.

A posição do buraco negro supermassivo no centro da nossa Via Láctea, assim como a estrela gigante S2, são mostradas (no detalhe) nesta imagem infravermelha próxima do Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul. A posição do buraco negro é marcada com uma cruz laranja. Crédito: ESO / MPE / S. Gillessen et al.

A maioria dos testes da relatividade é feito com o nosso Sol e as estrelas, então eles estão no limite de 1 massa solares ou algumas massas solares," disse Andreas Eckart, um professor de física experimental na Universidade de Colônia, na Alemanha, que liderou a equipe de pesquisa, ao Space.com. "Ou com o [Interferometer Gravitational-Wave Observatory Laser] recentemente, isso é cerca de 10 vezes a massa do Sol." 

As estrelas usadas nas observações são tão próximas do buraco negro que elas se movem a 1 ou 2 por cento da velocidade da luz, disse kart, e eles se aproximam para dentro de apenas cerca de 100 vezes a distância Terra-Sol do próprio buraco negro, que está, pelos padrões galácticos, muito próximo, disse ele. (Para fins de comparação, Putão está cerca de 39 vezes a distância da Terra a partir do Sol, que é de cerca de 93 milhões de milhas ou 150 milhões de quilômetros).

Usando corpos que orbitam para mostrar os efeitos relativísticos não é novidade; observações do planeta Mercúrio no século 19 mostraram que seus movimentos desviaram muito mais do que a teoria da gravidade de Isaac Newton previa. Os astrônomos pensavam que tinham a evidência de outro planeta, que eles batizaram de Vulcano. Einstein foi capaz de mostrar em 1915 que a relatividade poderia explicar o desvio.

Os movimentos de Mercúrio provaram que Einstein estava correto, mas a gravidade do Sol é fraca em comparação com a de um buraco negro supermassivo. É por isso que Eckart e sua equipe decidiram testar a teoria de Einstein em um ambiente mais extremo. Enquanto a lente gravitacional, a curvatura da luz por objetos maciços, mostra que objetos massivos curvam o espaço, a pesquisa recente é a primeira que tomou medidas precisas de qualquer objeto que orbita tão próximo de um buraco negro.

A medida em si não é tão precisa quanto poderia ser, disse Eckart. O trabalho futuro vai obter uma melhor leitura sobre a posição das estrelas e diminuir o resultado. Ele disse que o plano é obter melhores medições espectrográficas, que revelariam o movimento de S2 com mais precisão.

Traduzido e adaptado de Space