Primeiras observações detalhadas de matéria orbitando perto de um buraco negro

O instrumento GRAVITY do ESO confirma a existência do buraco negro no centro da Via Láctea

Com o auxílio do GRAVITY, o instrumento extremamente sensível do ESO, uma equipe internacional confirmou a suposição de longa data de que um buraco negro se esconde no centro da Via Láctea. Novas observações mostram nuvens de gás deslocando-se a cerca de 30% da velocidade da luz numa órbita circular muito próxima ao horizonte de eventos do buraco negro. É a primeira vez que se observa matéria orbitando próxima ao ponto sem retorno. Estas são também as observações mais detalhadas obtidas até agora de matéria orbitando tão perto de um buraco negro. 

Com o auxílio do instrumento GRAVITY montado no Interferômetro do Very Large Telescope do ESO, cientistas de um consórcio de instituições europeias, incluindo o ESO, observaram clarões de radiação infravermelha sendo emitidos pelo disco de acreção que rodeia Sagitário A*, o objeto massivo situado no coração da Via Láctea. Os clarões observados fornecem-nos uma confirmação, há muito tempo esperada, de que o objeto que se esconde no centro da nossa Galáxia é, como se tem assumido, um buraco negro supermassivo. Os clarões têm origem no material que está orbitando perto do horizonte de acontecimentos do buraco negro — o que faz destas observações as mais detalhadas obtidas até agora de matéria orbitando tão próximo de um buraco negro.

Apesar da matéria que compõe o disco de acreção — o cinturão de gás que rodeia Sagitário A* e que se desloca a velocidades relativísticas — orbitar o buraco negro de forma segura, qualquer material que se aproxime demais é puxado para dentro do horizonte de eventos. O ponto mais próximo de um buraco negro onde a matéria pode orbitar sem ser puxada de forma definitiva para o seu interior é chamada a órbita estável mais interior e foi nesta região que tiveram origem os clarões observados.

“É incrível poder realmente testemunhar material orbitando um buraco negro a uma velocidade de 30% a velocidade da luz,” refere Oliver Pfuhl, um cientista no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE). ”A extrema sensibilidade do GRAVITY permitiu-nos observar os processos de acreção em tempo real com um detalhe sem precedentes.”

Estas medições foram apenas possíveis graças a uma colaboração internacional e a instrumentação de vanguarda. O instrumento GRAVITY, que tornou possível este trabalho, combina a luz coletada por quatro telescópios do VLT do ESO, criando assim um super-telescópio virtual de 130 metros de diâmetro, o qual foi utilizado para investigar a natureza de Sagitário A*.

Em Julho deste ano, com o auxílio do GRAVITY e do SINFONI, outro instrumento montado no VLT, a mesma equipe de investigadores fez medições precisas na época da passagem da estrela S2 pelo campo gravitacional extremo existente perto de Sagitário A* e revelou, pela primeira vez, os efeitos previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein em meios tão extremos. Durante a passagem da S2 foi também observada forte emissão infravermelha.

“Estávamos monitorando de perto a S2 e claro que, ao mesmo tempo, estávamos também atentos a Sagitário A*,” explicou Pfuhl. “Durante as observações, tivemos sorte em reparar em três clarões brilhantes emitidos perto da região do buraco negro — foi uma coincidência fantástica!” 

Esta radiação emitida por elétrons altamente energéticos situados muito perto do buraco negro, foi vista como três clarões brilhantes muito proeminentes e ajustava perfeitamente previsões teóricas para pontos quentes orbitando perto de um buraco negro de 4 milhões de massas solares. Pensa-se que estes clarões têm origem nas interações magnéticas do gás muito quente que orbita próximo de Sagitário A*.

Reinhard Genzel, do MPE em Garching, na Alemanha, que liderou o estudo explica: ”Este sempre foi um dos nossos projetos de sonho mas não ousávamos imaginar que poderia tornar-se possível tão cedo e tão claramente.” Relativamente à suposição de longa data de que Sagitário A* seria um buraco negro supermassivo, Genzel conclui que “este resultado é uma confirmação retumbante do paradigma do buraco negro supermassivo.”

Fonte: ESO