Temos um novo recorde para a estrela mais rápida se aproximando de um buraco negro supermassivo

0
227
Estrela S4716 orbitando o centro galáctico. (Créditos: Peissker et al., ApJ, 2022)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Uma estrela recém-descoberta está tão perto do buraco negro supermassivo central da nossa galáxia que completa uma órbita em apenas quatro anos.

Essa é a órbita mais curta até agora para uma das estrelas que gira em torno do Sagitário A*. É uma jornada oval ao redor do buraco negro que leva a estrela a velocidades orbitais que está acima de 2,5% da velocidade da luz (ou seja, sendo a velocidade da luz no vácuo de 299 792,458 km/s, as velocidades orbitais seriam superiores a 7 494,8 km/s).

A descoberta acrescenta novas informações fascinantes sobre a estranha dinâmica do centro da Via Láctea.

Embora nosso centro galáctico seja bastante silencioso em comparação com outras galáxias, o ambiente ao redor de Sgr A* é um tipo de lugar extremo. O buraco negro é um monstro, com cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol. Antes que os astrônomos confirmassem sua existência com uma imagem direta, os cientistas inferiram sua presença e calcularam sua massa com base em uma estrela acoplada em órbita ao redor de Sgr A*.

Essa estrela, chamada S2, é apenas uma de um grupo de estrelas conhecidas como estrelas S, que seguem longas órbitas elípticas em torno de Sgr A*, com o buraco negro em uma extremidade da elipse. Essa extremidade, na qual a estrela está mais próxima do buraco negro, é o periapse, e a maneira como as estrelas mudam suas velocidades à medida que se movem para dentro e para fora do periapse é uma das ferramentas que ajudaram a ‘pesar’ o buraco negro.

Mas S2 está longe de ser a única estrela do rolê.

Uma equipe de astrofísicos liderados por Florian Peissker, da Universidade de Colônia, na Alemanha, está procurando ver o que mais eles podem encontrar neste estranho tesouro de alta velocidade.

“S2 se comporta como uma pessoa grande sentada à sua frente em um cinema: bloqueia sua visão do que é importante”, explicou Peissker. “A visão do centro da nossa galáxia é, portanto, muitas vezes obscurecida por S2. No entanto, em breves momentos podemos observar os arredores do buraco negro central.

As órbitas de várias estrelas S no centro galáctico. (Créditos: Peissker et al., ApJ, 2022)

Os pesquisadores descobriram esta estrela, chamada S4716, graças à evolução das técnicas de observação e análise. Foi claramente visto em dados de cinco instrumentos diferentes em sua órbita alucinante em torno de Sgr A*.

A equipe calculou que sua periapse estava a cerca de 15 bilhões de quilômetros do buraco negro supermassivo, cerca de 100 vezes a distância entre a Terra e o Sol. À medida que se aproxima e entra no periapse, a estrela atinge uma velocidade de cerca de 8.000 quilômetros por segundo.

Essa não é a estrela S mais próxima, nem a mais rápida, no centro galáctico. Essa honra pertence a uma estrela chamada S4714, também descoberta por Peissker e seus colegas, que chega tão perto de Sgr A* quanto 1,9 bilhão de quilômetros, atingindo velocidades de até 24.000 quilômetros por segundo.

No entanto, S4714 tem um período orbital de 12 anos. S4716, com sua órbita de quatro anos, tem a distância média mais curta até o buraco negro em toda a sua órbita de qualquer uma das estrelas S descobertas até hoje.

“Para uma estrela estar em uma órbita estável tão próxima e rápida na vizinhança de um buraco negro supermassivo foi completamente inesperado e marca o limite que pode ser observado com telescópios tradicionais”, disse Peissker.

A descoberta esclarece vários fenômenos em observações anteriores atribuídos a outras estrelas S. No entanto, S4716 apresenta um novo mistério: não está totalmente claro como ela chegou lá. Isso, disseram os pesquisadores, pode levar mais trabalho para resolver.

“A órbita compacta de curto período de S4716 é bastante intrigante”, disse o astrofísico Michael Zajaček, da Universidade Masaryk, na República Tcheca.

“As estrelas não podem se formar tão facilmente perto do buraco negro. S4716 teve que se mover para dentro, por exemplo, aproximando-se de outras estrelas e objetos no aglomerado S, o que fez com que sua órbita encolhesse significativamente.”

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal.