ESO / Digitized Sky Survey 2
Várias estrelas que orbitam Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.
A estrela S301 atinge uma velocidade de cerca de 25.000 quilómetros por segundo — aproximadamente 8% da velocidade da luz.
É também a estrela conhecida com a passagem mais próxima de Sagitário A* (Sgr A*), o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. No periastro, S301 aproxima-se a cerca de 11,5 unidades astronómicas (UA), uma distância comparável à que separa, em média, o Sol de Saturno.
Um novo estudo, publicado esta quarta-feira na Nature, descreve a descoberta de S301, identificada em 2023 com o instrumento GRAVITY, instalado no Very Large Telescope Interferometer (VLTI) do Observatório do Paranal do ESO, no Chile. Depois de determinar uma órbita preliminar, os investigadores conseguiram identificar retrospetivamente a estrela em observações de 2021 e, de forma mais ténue, nos dados de 2017. A equipa acompanhou ainda o seu movimento em 2024 e 2025.
Segundo o ScienceAlert, a proximidade de S301 torna-a particularmente interessante para estudar os efeitos relativísticos associados ao spin de Sgr A*. De acordo com a relatividade geral, um buraco negro em rotação arrasta o espaço-tempo nas suas proximidades. Este fenómeno, conhecido como arrastamento do referencial ou efeito de Lense–Thirring, pode provocar uma precessão adicional da órbita de uma estrela que se mova suficientemente perto do buraco negro.
O spin de Sgr A* deverá, portanto, deixar uma assinatura na órbita de S301. Ao comparar o movimento observado com modelos que incluem os diferentes efeitos gravitacionais previstos pela relatividade geral, os investigadores poderão procurar sinais compatíveis com a rotação do buraco negro e, em princípio, restringir o seu spin.
Medir o spin seria um passo importante para testar a natureza de Sgr A*. Um teste mais rigoroso do chamado “teorema da calvície” exigiria, contudo, a medição de outros momentos multipolares do seu campo gravitacional, em particular do momento quadrupolar. Na relatividade geral, esses parâmetros estão relacionados de forma específica para um buraco negro de Kerr.
Os investigadores também consideram que a órbita extremamente alongada de S301 poderá estar relacionada com o mecanismo de Hills, no qual um sistema binário que se aproxima demasiado de um buraco negro pode ser desfeito pelas forças de maré. No entanto, esta hipótese ainda não foi demonstrada.
S301 deverá voltar a atingir o periastro em 2031, proporcionando uma nova oportunidade para observar os efeitos relativísticos associados ao spin de Sgr A*.
A colaboração GRAVITY+ continuará a acompanhar a estrela, enquanto o futuro instrumento MICADO, no Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, deverá permitir obter medições espectroscópicas e velocidades radiais com maior precisão. A combinação desses dados com a astrometria permitirá reconstruir com maior rigor o movimento tridimensional de S301.
Com observações suficientemente precisas e prolongadas, S301 poderá permitir restringir o spin de Sgr A* ao longo da próxima década. A interpretação dos dados exigirá, contudo, que sejam cuidadosamente distinguidos os efeitos provocados pela rotação do buraco negro de outras fontes de precessão, incluindo a influência gravitacional da matéria existente no centro galáctico.
Se estas medições forem bem-sucedidas, S301 poderá transformar-se numa espécie de sonda natural do espaço-tempo nas proximidades de um buraco negro supermassivo, abrindo uma nova oportunidade para testar a relatividade geral no ambiente gravitacional mais extremo da nossa galáxia.