Desde a década de 1970, os astrônomos teorizam que no centro de nossa galáxia, a cerca de 26.000 anos-luz da Terra, existe um buraco negro supermassivo (SMBH) conhecido como Sagitário A *. Medindo cerca de 44 milhões de km (27,3 milhões de milhas) de diâmetro e pesando aproximadamente 4 milhões de massas solares, acredita-se que este buraco negro tenha tido uma profunda influência na formação e evolução de nossa galáxia.
E, no entanto, os cientistas nunca foram capazes de vê-lo diretamente e sua existência só foi inferida pelo efeito que tem sobre as estrelas e o material ao seu redor. No entanto, novas observações conduzidas pela colaboração GRAVITY ** conseguiram produzir as observações mais detalhadas até o momento sobre o assunto em torno de Sagitário A *, que é a evidência mais forte ainda de que existe um buraco negro no centro da Via Láctea.
O estudo que descreve suas descobertas - "Detecção de movimentos orbitais próximos à última órbita circular estável do enorme buraco negro SgrA *", que apareceu recentemente na revista Astronomia e Astrofísica - foi liderado por Reinhard Genzel do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) e incluiu os vários cientistas que compõem a colaboração GRAVITY.
A colaboração GRAVITY (que é composta por cientistas de vários institutos e universidades de pesquisa européias) tem esse nome devido à associação com o instrumento GRAVITY, que faz parte do Very Large Telescope Interferometer (VLTI) do ESO. Este instrumento combina a luz dos quatro telescópios unitários do VLT para criar um telescópio virtual que mede 130 m (426,5 pés) de diâmetro.
Nos últimos dois anos, essa equipe tem usado esse instrumento para observar o centro galáctico e o Sgr A * para observar os efeitos que ele tem no ambiente circundante. O objetivo dessas observações foi testar as previsões da Teoria da Relatividade Geral de Einstein e aprender mais sobre SMBHs estudando o candidato mais próximo disponível.
Outro objetivo era procurar os movimentos orbitais das explosões de radiação infravermelha (também conhecidos como 'pontos quentes') no disco de acréscimo Sag A * (a faixa de gás que orbita o buraco negro). As explosões acontecem quando esse gás, que é acelerado a velocidades relativísticas, é puxado o mais próximo possível do horizonte de eventos do buraco negro - o que é conhecido como a órbita circular estável mais interna (ISCO) - sem ser consumido.
Usando o instrumento GRAVITY no VLTI, a equipe observou explosões vindas do cinto, que foram aceleradas em 30% a velocidade da luz em uma órbita circular em torno de Sag A *. Não foi apenas a primeira vez que o material foi observado orbitando próximo ao ponto sem retorno de um buraco negro, como também foram as observações mais detalhadas de material orbitando tão perto de um buraco negro.
Como Oliver Pfuhl, cientista do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre e co-autor do artigo, disse em um recente comunicado à imprensa do ESO:
“É espantoso testemunhar material orbitando um enorme buraco negro a 30% da velocidade da luz. A tremenda sensibilidade do GRAVITY nos permitiu observar os processos de acréscimo em tempo real com detalhes sem precedentes.“
As observações que eles conduziram também confirmaram a teoria de que Sag A * é de fato um buraco negro supermassivo - também conhecido como “paradigma maciço do buraco negro”. Como Genzel explicou, essa conquista é algo que os cientistas esperam há décadas. "Este sempre foi um dos nossos projetos de sonho, mas não ousamos esperar que isso se tornasse possível tão cedo", disse ele.
Curiosamente, não é a primeira vez que a colaboração GRAVITY usa o VLTI para observar o centro de nossa galáxia. No início deste ano, a equipe usou o GRAVITY e o Spectrograph for INtegral Field Observations no infravermelho próximo (SINFONI) para medir os movimentos de uma estrela ao realizar um vôo próximo com Sag A *.
Quando a estrela (S2) passou perto do campo gravitacional extremo de Sagitário A *, a equipe mediu a posição e a velocidade da estrela e as comparou com as medições anteriores. Depois de compará-los com várias teorias da gravidade, eles foram capazes de confirmar que o comportamento da estrela era consistente com as previsões feitas pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein.
Essa foi uma grande conquista, pois foi a primeira vez que a Relatividade Geral foi confirmada em um ambiente tão extremo. Como Pfuhl explicou:
“Estávamos monitorando de perto o S2 e, é claro, sempre ficamos de olho no Sagitário A *. Durante nossas observações, tivemos a sorte de notar três labaredas brilhantes em torno do buraco negro - foi uma coincidência de sorte!“
No final, essas observações inovadoras foram possíveis graças a uma combinação de colaboração internacional e instrumentos de ponta. No futuro, instrumentos mais avançados - e métodos aprimorados de compartilhamento de dados - certamente desvendarão ainda mais mistérios do Universo e ajudarão os cientistas a entender como ele surgiu.
E não deixe de conferir este ESOcast que fala sobre essa recente descoberta, cortesia do ESO:
** A colaboração GRAVITY é composta por membros do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, do Observatório LESIA Paris, do Centro Nacional de Pesquisas Científicas (CNRS), do Instituto Max Planck de Astronomia, do Centro Astrofísico e Gravitação (CENTRA) , o Observatório Europeu do Sul (ESO) e várias universidades europeias.
