Relatividade Geral confirmada em torno de um buraco negro supermassivo

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Esta impressão artística ilustra o desvio para o vermelho gravitacional à medida que a estrela passa perto do buraco negro supermassivo.ESO/M. Kornmesser
ESO/M. Kornmesser

Pela primeira vez, os astrónomos confirmaram a centenária teoria da relatividade geral de Einstein, observando a acção perto de um buraco negro. Utilizando o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, no Chile, uma equipa internacional de observadores celestes profissionais observou uma estrela passar o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, e observou o efeito que o campo gravitacional extremo do buraco negro teve na estrela movimento.

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A observação foi o culminar de um projeto de 26 anos que viu algumas das ferramentas astronómicas mais poderosas da Terra apontadas para o lugar certo, na hora certa.

“Como esta foi a primeira vez que uma passagem tão próxima pôde ser observada com altíssima precisão, e como tal evento ocorre apenas a cada 16 anos, você pode imaginar que estávamos muito animado para ver isso se desenrolar diante de nossos olhos”, disse Stefan Gillessen, cientista da equipe do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, que trabalhou no estudo, ao Digital Tendências.

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Um buraco negro supermassivo fica no centro da galáxia, a cerca de 26.000 anos-luz de distância da Terra. É um vizinho relativamente próximo, milhões de anos-luz mais próximo do que outros buracos negros de tamanho semelhante. Ao apontar os instrumentos altamente sensíveis do VLT para o centro galáctico, os astrónomos conseguiram “ver estrelas individuais a dançar em torno do buraco negro”, disse Gillessen. “É um sistema maravilhoso, que oferece imagens detalhadas dos movimentos das estrelas sob a influência de um monstro gravitacional.”

Utilizando estes instrumentos, os astrónomos observaram uma estrela chamada S2 sofrer um efeito conhecido como redshift gravitacional, o que significa que a luz da estrela está a ser esticada para comprimentos de onda mais longos.

“A luz sente um campo gravitacional, muito parecido com uma pedra”, disse Gillessen. “Quando você vomita, ele perde energia, desacelera e eventualmente cai de volta à Terra. A luz que viaja para fora contra a gravidade também perde energia, mas não pode abrandar – move-se sempre à velocidade da luz – mas pode mudar o seu comprimento de onda, a sua cor. A luz fica mais vermelha quando se afasta.

“É significativo observar o efeito, pois ocorre como consequência da relatividade geral”, acrescentou. “Newton não teria previsto que isso ocorreria.”

Este estudo representa a primeira vez que os astrónomos confirmaram este desvio gravitacional para o vermelho através da observação de um buraco negro. Embora observações semelhantes tenham sido feitas no passado, os estudos anteriores não possuíam os instrumentos de precisão do VLT atual. Gillessen disse que continuarão a observar este S2 com a esperança de detectar outros efeitos relativísticos.

Um artigo detalhando a pesquisa foi publicado no mês passado na revista Astronomy and Astrophysics.

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