Os astrônomos sabem há algum tempo que uma estrela orbita razoavelmente perto do buraco negro no centro de nossa galáxia. A astrônoma Andrea Ghez, da UCLA, diz que a capacidade de observar essas duas estrelas em um 'tango' de curto período ao redor do buraco negro ajudará os cientistas a medir os efeitos da curvatura do espaço-tempo, e devem ser capazes de determinar se Albert Einstein estava certo em sua previsão de como os buracos negros poderiam distorcer o espaço e o tempo.
"Estou extremamente satisfeito por encontrar duas estrelas que orbitam o buraco negro supermassivo da nossa galáxia em muito menos que a vida humana", disse Ghez. “É o tango dessas estrelas que revelará a verdadeira geometria do espaço e do tempo perto de um buraco negro pela primeira vez. Esta medição não pode ser feita apenas com uma estrela. ”
Existem quase 3.000 estrelas que orbitam um pouco perto do buraco negro, e a maioria delas tem órbitas de 60 anos ou mais.
A estrela próxima anteriormente conhecida, S0-2, orbita o buraco negro a cada 15,5 anos. E agora, a estrela recém encontrada, chamada S0-102, orbita o buraco negro em 11,5 anos, a órbita mais curta conhecida de qualquer estrela perto desse buraco negro.
Reconstrução das órbitas de duas estrelas - S0-2 e S0-102 - perto do buraco negro no centro da Via Láctea. (As órbitas de outras estrelas também são representadas por linhas mais fracas.) O fundo é uma imagem infravermelha de alta resolução real da região. Crédito: Andrea Ghez et al./UCLA/Keck
Da mesma maneira que os planetas orbitam em torno do sol, S0-102 e S0-2 estão cada um em uma órbita elíptica ao redor do buraco negro central. Ghez disse que o movimento planetário em nosso sistema solar foi o teste final da teoria gravitacional de Newton há 300 anos, e agora o movimento de S0-102 e S0-2 será o teste final da teoria da relatividade geral de Einstein, que descreve a gravidade como uma conseqüência da curvatura do espaço e do tempo.
"O interessante de ver estrelas passando por sua órbita completa não é apenas que você pode provar que existe um buraco negro, mas você tem a primeira oportunidade de testar a física fundamental usando os movimentos dessas estrelas", disse Ghez. "Mostrar que ele gira em torno de uma elipse fornece a massa do buraco negro supermassivo, mas se podemos melhorar a precisão das medições, podemos ver desvios de uma elipse perfeita - que é a assinatura da relatividade geral".
Quando as estrelas se aproximarem, seu movimento será afetado pela curvatura do espaço-tempo, e a luz que viajará das estrelas para nós será distorcida, disse Ghez.
O S0-2, que é 15 vezes mais brilhante que o S0-102, passará pela abordagem mais próxima do buraco negro em 2018. S0-102 faz a abordagem mais próxima em 2021, para que a equipe fique de olho nessas estrelas enquanto fique tentadoramente perto, mas não perto o suficiente para ser sugado, disse Ghez.
Ghez e seus colegas observam o S0-2 desde 1995. Em 2000, ela e sua equipe relataram - pela primeira vez - que os astrônomos viram estrelas acelerarem ao redor do buraco negro supermassivo. Sua pesquisa demonstrou que três estrelas aceleraram mais de 250.000 mph por ano enquanto orbitavam o buraco negro. A velocidade dos S0-102 e S0-2 também deve acelerar em mais de 250.000 mph na sua aproximação mais próxima, disse Ghez.
"O fato de encontrarmos estrelas tão próximas do buraco negro é fenomenal", disse Ghez. “Agora é um jogo totalmente novo, em termos dos tipos de experimentos que podemos fazer para entender como os buracos negros crescem com o tempo, o papel que os buracos negros supermassivos desempenham no centro das galáxias e se a teoria da relatividade geral de Einstein é válida perto de um buraco negro. buraco negro, onde essa teoria nunca foi testada antes. É emocionante agora ter um meio de abrir essa janela ".
A pesquisa foi realizada usando os telescópios Keck. O artigo da equipe foi publicado em 5 de outubro na revista Science.
Fonte: UCLA
Legenda da imagem principal: Os telescópios Keck I e Keck II concentram-se em duas estrelas que orbitam o buraco negro da Via Láctea. Crédito da foto de fundo: Telescópio Dan Birchall / Subaru em Mauna Kea, Havaí. Sobreposição criada pela professora Andrea Ghez e sua equipe de pesquisa na UCLA e são de conjuntos de dados obtidos com os telescópios W. M. Keck.
