Estrela S301 Quebra Recorde de Velocidade Orbital no Centro da Via Láctea

Astrônomos descobriram a estrela mais rápida já documentada na Via Láctea, designada como S301, orbitando o buraco negro supermassivo central da galáxia, Sagittarius A*. Atingindo velocidades de 25.000 km/s — o equivalente a mais de 8% da velocidade da luz —, o objeto completa sua trajetória orbital em apenas 8,7 anos. Esta proximidade extrema cria as condições físicas ideais para a primeira medição direta da rotação do buraco negro, marcando uma nova fronteira para a observação astrofísica.

O Efeito de Arrasto do Espaço-Tempo

De acordo com a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, um buraco negro em rotação arrasta e distorce o espaço-tempo ao seu redor, um fenômeno contínuo que altera a dinâmica orbital de objetos que se aproximam demasiado. Até então, mapear a rotação de Sagittarius A* — um corpo estelar com quatro milhões de massas solares — exigiria décadas de observações ininterruptas do movimento de estrelas vizinhas mais lentas e distantes. A órbita da estrela S301 muda este cenário operacional por ser extremamente fechada: durante seu periastro, ela se aproxima do buraco negro a uma distância de apenas 1,78 bilhão de quilômetros, cerca de 12 vezes a distância da Terra ao Sol. Com base nessas propriedades orbitais incomuns e no fato de que sistemas estelares não conseguem se formar sob uma influência gravitacional tão violenta, os modelos físicos sugerem que a S301 operava como parte de um sistema binário. O sistema foi despedaçado pelas forças de maré de Sagittarius A*, o que resultou na captura gravitacional da S301 e na ejeção provável de sua companheira para fora da galáxia.

Interferometria de Alta Resolução com o VLTI

A detecção astronômica da S301 representou um desafio tecnológico severo, uma vez que o corpo celeste aparece no céu com um brilho dois bilhões de vezes mais tênue do que a estrela Betelgeuse. O isolamento do sinal foi executado através da infraestrutura de ponta do Very Large Telescope Interferometer (VLTI), situado no Observatório do Paranal do ESO, no deserto chileno. Acionando os módulos do instrumento GRAVITY e sua atualizada versão GRAVITY+, a matriz tecnológica combina ativamente a luz coletada de quatro telescópios de 8 metros, atuando em uníssono para formar um único telescópio virtual expandido. Esse método óptico confere ao conjunto uma resolução espacial 15 vezes superior à capacidade isolada de um único telescópio de 8 metros convencional.

“Globalmente, o Paranal é o único lugar onde se pode realizar este tipo de observação, porque nenhum outro observatório no mundo tem quatro telescópios de 8 metros que podem atuar juntos como um interferômetro,” afirma Frank Eisenhauer, Investigador Principal do GRAVITY+ e Diretor do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.

Próximos Passos Rumo à Medição do Spin

O rastreamento retrospectivo dos dados permitiu à equipe de cientistas recriar o histórico orbital da S301 desde 2017, atestando que a sua última aproximação de ponto máximo ocorreu nos meses iniciais de 2023. A próxima passagem de estrito alcance estelar está matematicamente prevista para o ano de 2031. Para garantir um nível de medição definitivo, observações ininterruptas de acompanhamento conduzidas pelo GRAVITY+ e com o acréscimo do instrumento MICADO do futuro Extremely Large Telescope (ELT) serão vitais. Ao traçar a trajetória com rigor e precisão ao longo de, pelo menos, duas órbitas completas na próxima década, a equipe terá dados sensíveis o bastante para isolar o componente métrico e determinar diretamente o spin do Sagittarius A* pela primeira vez.