De vez em quando, vê-se gás luminoso a rodopiar em torno de Sagitário A*, o buraco negro no centro da Via Láctea.
Agora, os astrónomos do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre conseguiram medir a massa do buraco negro a partir deste movimento – e corresponde perfeitamente à medição distinguida com o Prémio Nobel da Física em 2020, que tem vindo a ser aperfeiçoada desde então.
A conclusão: os 4,3 milhões de massas solares estão contidos numa órbita mais pequena do que a de Vénus em torno do Sol. Uma concentração de massa verdadeiramente espantosa!
No centro da nossa Via Láctea existe um buraco negro com 4,3 milhões de massas solares – várias equipas estabeleceram este facto sem qualquer dúvida razoável ao longo das últimas quatro décadas.
Em 2020, esta descoberta foi até distinguida com o Prémio Nobel da Física para o diretor do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Reinhard Genzel.
Desde então, a investigação tem-se centrado na utilização do Centro Galáctico como laboratório para testar a teoria da relatividade geral no fortíssimo campo gravitacional perto deste buraco negro – e para determinar as suas propriedades com elevada precisão.
Instituto Max Planck de Física Extraterrestre
Esta imagem mostra o movimento, no céu, dos surtos a partir de um ajuste combinado dos dados astrométricos, tendo em conta as restrições dos dados de polarimetria. As cores indicam a progressão da órbita da explosão ao longo do tempo. A imagem de fundo é uma imagem simulada do buraco negro no centro da nossa Via Láctea, com o círculo a indicar o tamanho da sombra do buraco negro.
A equipa do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre utilizou agora o GRAVITY, instrumento para o infravermelho próximo acoplado ao Very Large Telescope Interferometer do ESO, para monitorizar de perto a emissão da região em torno do buraco negro e procurar estados extremamente brilhantes: as erupções ou surtos.
Estas erupções ocorrem uma ou duas vezes por dia e a emissão torna-se suficientemente brilhante para que seja possível seguir o movimento do gás circundante. A equipa analisou os surtos observados durante 2018, 2021 e 2022, para as quais o GRAVITY forneceu simultaneamente medições de posição e polarização.
Este conjunto combinado de dados permitiu à equipa determinar com grande precisão que a massa do buraco negro é de 4,297 milhões de massas solares, uma restrição forte e independente das medições anteriores.
Os novos dados mostram também que a massa tem de estar encerrada no raio das erupções, cerca de nove raios gravitacionais, menor do que o raio orbital do planeta Vénus em torno do Sol.
“A massa que derivámos agora das erupções a apenas alguns raios gravitacionais é compatível com o valor medido a partir das órbitas das estrelas a vários milhares de raios gravitacionais”, sublinha Diogo Ribeiro, responsável pela modelação teórica no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.
“Isto reforça a hipótese de um único buraco negro no centro da Via Láctea”, realça o investigador português.
O estudo do movimento deste gás em órbita pode também lançar luz sobre a história da formação das estruturas no Centro Galáctico.
A orientação das órbitas dos surtos é próxima da de um disco estelar observado a 100.000 raios gravitacionais, sugerindo uma ligação física. “É ótimo ver o comportamento repetido e semelhante dos surtos”, salienta Antonia Drescher, que analisou as medições polarimétricas.
“Todas elas mostram um movimento circular no sentido dos ponteiros do relógio no céu; todas têm um raio semelhante e um período orbital semelhante. Isto é realmente bonito de se ver”, nota a astrónoma.
Os ventos fortes das estrelas mais distantes provavelmente alimentam o fluxo gasoso de acreção, que transporta o momento angular inicial para escalas perto do horizonte de eventos.
“A quantidade de informação proveniente da polarização foi extremamente frutífera e aprendemos muito sobre a física na região do Centro Galáctico a partir do conjunto de dados”, acrescenta Diogo Ribeiro. A dinâmica das explosões pode até conter informação sobre a rotação do buraco negro – uma questão atualmente em aberto.
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