No centro da nossa galáxia, centenas de estrelas orbitam de perto um buraco negro supermassivo. A maioria dessas estrelas tem órbitas grandes o suficiente para que seu movimento seja descrito pela gravidade newtoniana e pelas leis de movimento de Kepler. Mas algumas órbitas são tão próximas que suas órbitas só podem ser descritas com precisão pela teoria geral da relatividade de Einstein. A estrela com a menor órbita é conhecida como S62. Sua maior aproximação do buraco negro faz com que ela se mova cerca de 8% da velocidade da luz.
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| A estrela S2 se move tão rápido que é desviada para o vermelho (simulação). Crédito: ESO / M. Kornmesser |
O buraco negro supermassivo de nossa galáxia é conhecido como Sagitário A* (SgrA*), contendo uma massa de cerca de 4 milhões de Sóis.
A estrela orbitando SgrA* mais estudada é conhecida como S2. É uma estrela gigante azul brilhante que orbita o buraco negro a cada 16 anos. Em 2018, S2 teve sua maior aproximação do buraco negro já registrada, dando-nos a chance de observar um efeito da relatividade conhecido como redshift (desvio para o vermelho) gravitacional. Se você arremessar uma bola para o alto, ela diminui a velocidade à medida que sobe. Se você iluminar o céu com um feixe de luz, a luz não diminui sua velocidade, mas a gravidade tira parte de sua energia. Como resultado, um feixe de luz muda para o vermelho à medida que sai de um poço gravitacional. Esse efeito foi observado no laboratório, mas S2 nos deu a chance de vê-lo no mundo real. Realmente, ao se aproximar de SgrA*, a luz de S2 mudou para o vermelho conforme previsto.
Durante anos, S2 foi considerada a estrela mais próxima de SgrA*, mas então S62 foi descoberta. S62 é uma estrela com cerca de duas vezes a massa do Sol, orbitando o buraco negro a cada dez anos. Pelos cálculos deles, em sua maior aproximação, sua velocidade se aproxima de 8% da velocidade da luz. Isso é tão rápido que a dilatação do tempo entra em jogo. Uma hora em S62 duraria cerca de 100 minutos terrestres.
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| Precessão orbital de uma estrela perto de um buraco negro supermassivo. Crédito: Luís Calçada / ESO |
Por causa de sua proximidade com SgrA*, S62 não segue uma órbita Kepleriana. Em vez de ser uma simples elipse, ela segue um movimento espirográfico em que sua órbita precessa cerca de 10° a cada ciclo. Esse tipo de precessão relativística foi observada pela primeira vez com a órbita de Mercúrio, mas apenas como um pequeno efeito.
No outono de 2022, S62 fará outra aproximação de SgrA*, devendo permitir aos astrônomos testar os efeitos da relatividade de forma ainda mais precisa do que a aproximação de S2.
Fonte: Universe Today
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