Insights precisos sobre o buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea
Astrônomos usam o Observatório Gemini e uma colaboração internacional de telescópios para lançar luz sobre Sagitário A*
Obtidos com a ajuda do telescópio Gemini North, os astrônomos fizeram as medições mais precisas até agora dos movimentos das estrelas ao redor do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Esses resultados mostram que 99,9% da massa contida no centro da galáxia se deve ao buraco negro, e apenas 0,1% pode incluir estrelas, buracos negros menores, poeira interestelar e gás ou matéria escura.
“Somos muito gratos ao Observatório Gemini, cujo instrumento GNIRS nos deu as informações críticas de que precisávamos”, disse Reinhard Genzel, diretor do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre e co-recipiente do Prêmio Nobel de Física de 2020. “Esta pesquisa mostra o melhor da colaboração mundial.”
O Centro Galáctico da Via Láctea, localizado a cerca de 27.000 anos-luz do Sol, contém a fonte de rádio compacta Sgr A* que os astrônomos identificaram como um buraco negro supermassivo com 4,3 milhões de vezes a massa do Sol. Apesar de décadas de observações meticulosas – e do Prêmio Nobel concedido por descobrir a identidade de Sgr A*[3] – tem sido difícil provar conclusivamente que a maioria dessa massa pertence apenas ao buraco negro supermassivo e não inclui também uma vasta quantidade de matéria, como estrelas, buracos negros menores, poeira e gás interestelar ou matéria escura.
“Somos muito gratos ao Observatório Gemini, cujo instrumento GNIRS nos deu as informações críticas de que precisávamos”, disse Reinhard Genzel, diretor do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre e co-recipiente do Prêmio Nobel de Física de 2020. “Esta pesquisa mostra o melhor da colaboração mundial.”
O Centro Galáctico da Via Láctea, localizado a cerca de 27.000 anos-luz do Sol, contém a fonte de rádio compacta Sgr A* que os astrônomos identificaram como um buraco negro supermassivo com 4,3 milhões de vezes a massa do Sol. Apesar de décadas de observações meticulosas – e do Prêmio Nobel concedido por descobrir a identidade de Sgr A*[3] – tem sido difícil provar conclusivamente que a maioria dessa massa pertence apenas ao buraco negro supermassivo e não inclui também uma vasta quantidade de matéria, como estrelas, buracos negros menores, poeira e gás interestelar ou matéria escura.
Usando o Gemini North do Observatório Internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF e do VLT do ESO, os astrônomos mediram com mais precisão do que nunca a posição e a velocidade dessas estrelas S29 e S55 (assim como as estrelas S2 e S38), e descobriram que elas estar se movendo de uma maneira que mostra que a massa no centro da Via Láctea é quase inteiramente devida ao buraco negro Sagitário A*, deixando muito pouco espaço para qualquer outra coisa. Crédito: colaboração ESO/GRAVITY
“Com o prêmio Nobel de física de 2020 concedido pela confirmação de que Sgr A* é de fato um buraco negro, agora queremos ir mais longe. Gostaríamos de entender se há mais alguma coisa escondida no centro da Via Láctea e se a relatividade geral é de fato a teoria da gravidade correta neste laboratório extremo”, explicou Stefan Gillessen, um dos astrônomos envolvidos neste trabalho. “A maneira mais direta de responder a essa pergunta é seguir de perto as órbitas das estrelas que passam perto de Sgr A*.”
A teoria geral da relatividade de Einstein prevê que as órbitas das estrelas em torno de um objeto compacto supermassivo são sutilmente diferentes daquelas previstas pela física newtoniana clássica. Em particular, a relatividade geral prevê que as órbitas das estrelas traçarão uma elegante forma de roseta – um efeito conhecido como precessão de Schwarzschild. Para realmente ver estrelas traçando esta roseta, a equipe rastreou a posição e a velocidade de quatro estrelas nas imediações de Sgr A* – chamadas S2, S29, S38 e S55. As observações da equipe sobre a extensão da precessão dessas estrelas permitiram inferir a distribuição de massa dentro de Sgr A*. Eles descobriram que qualquer massa estendida dentro da órbita da estrela S2 contribui no máximo com o equivalente a 0,1% da massa do buraco negro supermassivo.
Medir as variações mínimas nas órbitas de estrelas distantes ao redor do buraco negro supermassivo da nossa galáxia é incrivelmente desafiador. Para fazer mais descobertas, os astrônomos terão que ultrapassar os limites não apenas da ciência, mas também da engenharia. Os próximos telescópios extremamente grandes (ELTs), como o Giant Magellan Telescope e o Thirty Meter Telescope (ambos parte do programa US-ELT), permitirão aos astrônomos medir estrelas ainda mais fracas com precisão ainda maior.
“Vamos melhorar ainda mais nossa sensibilidade no futuro, permitindo rastrear objetos ainda mais fracos”, concluiu Gillessen. “Esperamos detectar mais do que vemos agora, dando-nos uma maneira única e inequívoca de medir a rotação do buraco negro.”
“Os observatórios Gemini continuam a fornecer novas informações sobre a natureza de nossa galáxia e o enorme buraco negro em seu centro”, disse Martin Still, oficial do programa Gemini da National Science Foundation. “Mais desenvolvimentos de instrumentos durante a próxima década destinados a uso amplo manterão a liderança do NOIRLab na caracterização do Universo ao nosso redor.”
Publicado em 09/07/2022 03h19
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