p As observações feitas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO revelaram pela primeira vez que uma estrela orbitando o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea se move exatamente como previsto pela teoria geral da relatividade de Einstein. Sua órbita tem o formato de uma roseta e não de uma elipse, conforme previsto pela teoria da gravidade de Newton. Este resultado tão procurado foi possível graças a medições cada vez mais precisas ao longo de quase 30 anos, que permitiram aos cientistas desvendar os mistérios do gigante que espreita no coração da nossa galáxia. p "A Relatividade Geral de Einstein prevê que as órbitas limitadas de um objeto ao redor de outro não são fechadas, como na Gravidade Newtoniana, mas precessão para a frente no plano de movimento. Este famoso efeito - visto pela primeira vez na órbita do planeta Mercúrio ao redor do Sol - foi a primeira evidência a favor da Relatividade Geral. Cem anos depois, detectamos agora o mesmo efeito no movimento de uma estrela orbitando a fonte de rádio compacta Sagittarius A * no centro da Via Láctea. Este avanço observacional reforça a evidência de que Sagitário A * deve ser um buraco negro supermassivo de 4 milhões de vezes a massa do Sol, "diz Reinhard Genzel, Diretor do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) em Garching, Alemanha e o arquiteto do programa de 30 anos que levou a este resultado.

p Localizada a 26.000 anos-luz do Sol, Sagitário A * e o denso aglomerado de estrelas ao seu redor fornecem um laboratório único para testar a física em um regime de gravidade extremo e inexplorado. Uma dessas estrelas, S2, varre em direção ao buraco negro supermassivo a uma distância mais próxima de menos de 20 bilhões de quilômetros (cento e vinte vezes a distância entre o Sol e a Terra), tornando-se uma das estrelas mais próximas já encontradas em órbita ao redor do gigante massivo. Em sua abordagem mais próxima do buraco negro, S2 está voando pelo espaço a quase três por cento da velocidade da luz, completando uma órbita uma vez a cada 16 anos. "Depois de seguir a estrela em sua órbita por mais de duas décadas e meia, nossas medições requintadas detectam de forma robusta a precessão de Schwarzschild de S2 em seu caminho em torno de Sagitário A *, "diz Stefan Gillessen do MPE, que conduziu a análise das medições publicadas hoje na revista Astronomia e Astrofísica .

p A maioria das estrelas e planetas têm uma órbita não circular e, portanto, aproximam-se e afastam-se do objeto em torno do qual estão girando. Precessão da órbita de S2, o que significa que a localização de seu ponto mais próximo ao buraco negro supermassivo muda a cada volta, de modo que a próxima órbita seja girada em relação à anterior, criando uma forma de roseta. A Relatividade Geral fornece uma previsão precisa de quanto sua órbita muda e as medições mais recentes desta pesquisa correspondem exatamente à teoria. Este efeito, conhecido como precessão de Schwarzschild, nunca antes foi medido para uma estrela em torno de um buraco negro supermassivo.

p O estudo com o VLT do ESO também ajuda os cientistas a aprender mais sobre a vizinhança do buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia. "Como as medições S2 seguem tão bem a Relatividade Geral, podemos definir limites rigorosos sobre a quantidade de material invisível, como matéria escura distribuída ou possíveis buracos negros menores, está presente em torno de Sagitário A *. Isso é de grande interesse para a compreensão da formação e evolução de buracos negros supermassivos, "dizem Guy Perrin e Karine Perraut, os principais cientistas franceses do projeto.

p Este resultado é o culminar de 27 anos de observações da estrela S2 usando, na melhor parte deste tempo, uma frota de instrumentos no VLT do ESO, localizado no Deserto do Atacama, no Chile. O número de pontos de dados marcando a posição e velocidade da estrela atesta a eficácia e precisão da nova pesquisa:a equipe fez mais de 330 medições no total, usando a GRAVIDADE, Instrumentos SINFONI e NACO. Porque S2 leva anos para orbitar o buraco negro supermassivo, era crucial seguir a estrela por quase três décadas, para desvendar os meandros de seu movimento orbital.

p A pesquisa foi conduzida por uma equipe internacional liderada por Frank Eisenhauer do MPE com colaboradores da França, Portugal, Alemanha e ESO. A equipe compõe a colaboração GRAVITY, nomeado após o instrumento que desenvolveram para o interferômetro VLT, que combina a luz de todos os quatro telescópios VLT de 8 metros em um super telescópio (com uma resolução equivalente à de um telescópio de 130 metros de diâmetro). A mesma equipe relatou em 2018 outro efeito previsto pela Relatividade Geral:eles viram a luz recebida de S2 sendo esticada para comprimentos de onda mais longos quando a estrela passou perto de Sagitário A *. "Nosso resultado anterior mostrou que a luz emitida pela estrela experimenta a relatividade geral. Agora, mostramos que a própria estrela sente os efeitos da relatividade geral, "diz Paulo Garcia, investigador do Centro de Astrofísica e Gravitação de Portugal e um dos principais cientistas do projeto GRAVITY.

p Com o próximo Extremely Large Telescope do ESO, a equipe acredita que seria capaz de ver estrelas muito mais fracas orbitando ainda mais perto do buraco negro supermassivo. "Se tivermos sorte, podemos capturar estrelas perto o suficiente para que sintam a rotação, o giro, do buraco negro, "diz Andreas Eckart da Universidade de Colônia, outro dos principais cientistas do projeto. Isso significaria que os astrônomos seriam capazes de medir as duas quantidades, rotação e massa, que caracterizam Sagitário A * e definem o espaço e o tempo ao seu redor. "Isso seria novamente um nível completamente diferente de teste da relatividade, "diz Eckart.

p Esta pesquisa foi apresentada no artigo "Detecção da precessão de Schwarzschild na órbita da estrela S2 perto do buraco negro massivo do centro galáctico" a aparecer em Astronomia e Astrofísica .