p As observações feitas com o Very Large Telescope do ESO revelaram pela primeira vez os efeitos previstos pela relatividade geral de Einstein no movimento de uma estrela que passa pelo campo gravitacional extremo perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Este resultado tão procurado representa o clímax de uma campanha de observação de 26 anos usando os telescópios do ESO no Chile. p Obscurecido por nuvens espessas de poeira absorvente, o buraco negro supermassivo mais próximo da Terra fica a 26.000 anos-luz de distância, no centro da Via Láctea. Este monstro gravitacional, que tem uma massa quatro milhões de vezes a do Sol, é cercado por um pequeno grupo de estrelas orbitando ao seu redor em alta velocidade. Este ambiente extremo - o campo gravitacional mais forte em nossa galáxia - torna o lugar perfeito para explorar a física gravitacional, e particularmente para testar a teoria geral da relatividade de Einstein.

p Novas observações infravermelhas da delicadamente sensível GRAVIDADE, Os instrumentos SINFONI e NACO no Very Large Telescope (VLT) do ESO agora permitem que os astrônomos sigam uma dessas estrelas, chamado S2, enquanto passou muito perto do buraco negro durante maio de 2018. No ponto mais próximo, esta estrela estava a uma distância de menos de 20 bilhões de quilômetros do buraco negro e se movendo a uma velocidade superior a 25 milhões de quilômetros por hora - quase três por cento da velocidade da luz.

p A equipe comparou as medições de posição e velocidade de GRAVIDADE e SINFONI, respectivamente, junto com observações anteriores de S2 usando outros instrumentos, com as previsões da gravidade newtoniana, relatividade geral e outras teorias da gravidade. Os novos resultados são inconsistentes com as previsões newtonianas e em excelente acordo com as previsões da relatividade geral.

p Essas medições extremamente precisas foram feitas por uma equipe internacional liderada por Reinhard Genzel do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) em Garching, Alemanha, em conjunto com colaboradores em todo o mundo, no Observatório de Paris - PSL, a Université Grenoble Alpes, CNRS, o Instituto Max Planck de Astronomia, a Universidade de Colônia, os portugueses CENTRA - Centro de Astro fi sica e Gravitação e ESO. As observações são o culminar de uma série de 26 anos de observações cada vez mais precisas do centro da Via Láctea usando instrumentos do ESO.

p "Esta é a segunda vez que observamos a passagem próxima de S2 ao redor do buraco negro em nosso centro galáctico. Mas, desta vez, por causa da instrumentação muito melhorada, fomos capazes de observar a estrela com uma resolução sem precedentes, "explica Genzel." Temos nos preparado intensamente para este evento ao longo de vários anos, pois queríamos aproveitar ao máximo esta oportunidade única de observar os efeitos relativísticos gerais. "

p As novas medições revelam claramente um efeito chamado desvio para o vermelho gravitacional. A luz da estrela é esticada para comprimentos de onda mais longos pelo campo gravitacional muito forte do buraco negro. E a mudança no comprimento de onda da luz de S2 concorda precisamente com o previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein. Esta é a primeira vez que esse desvio das previsões da teoria newtoniana mais simples da gravidade foi observado no movimento de uma estrela em torno de um buraco negro supermassivo.

p A equipe usou o SINFONI para medir a velocidade de S2 em direção e fora da Terra e o instrumento GRAVITY no interferômetro VLT (VLTI) para fazer medições extraordinariamente precisas da mudança de posição de S2 a fim de definir a forma de sua órbita. GRAVITY cria imagens tão nítidas que pode revelar o movimento da estrela noite após noite, conforme ela passa perto do buraco negro - 26.000 anos-luz da Terra.

p "Nossas primeiras observações de S2 com GRAVIDADE, cerca de dois anos atrás, já mostrou que teríamos o laboratório ideal para buracos negros, "acrescenta Frank Eisenhauer (MPE), Pesquisador principal do GRAVITY e do espectrógrafo SINFONI. "Durante a passagem fechada, pudemos até detectar o brilho fraco ao redor do buraco negro na maioria das imagens, o que nos permitiu seguir precisamente a estrela em sua órbita, em última análise, levando à detecção do desvio para o vermelho gravitacional no espectro de S2. "

p Mais de cem anos depois de publicar seu artigo estabelecendo as equações da relatividade geral, Einstein provou que estava certo mais uma vez - em um laboratório muito mais extremo do que ele poderia ter imaginado!

p Françoise Delplancke, chefe do Departamento de Engenharia de Sistemas do ESO, explica o significado das observações:"Aqui no Sistema Solar, só podemos testar as leis da física agora e sob certas circunstâncias. Portanto, é muito importante na astronomia também verificar se essas leis ainda são válidas onde os campos gravitacionais são muito mais fortes . "

p As observações contínuas devem revelar outro efeito relativístico muito em breve - uma pequena rotação da órbita da estrela, conhecido como precessão de Schwarzschild - quando S2 se afasta do buraco negro.

p Xavier Barcons, Diretor Geral do ESO, conclui:"O ESO tem trabalhado com Reinhard Genzel e sua equipe e colaboradores nos Estados Membros do ESO por mais de um quarto de século. Foi um grande desafio desenvolver os instrumentos excepcionalmente poderosos necessários para fazer essas medições delicadas e implantá-los em o VLT no Paranal. A descoberta anunciada hoje é o resultado muito emocionante de uma parceria notável. "