A órbita de S2 é mostrada em amarelo, com a estrela representando Sgr A *. (Keck / UCLA Galactic Center Group)
Outro teste de uma estrela orbitando o buraco negro supermassivo de nossa galáxia a velocidades insanas mais uma vez sustentou a teoria da relatividade geral, como descrito por Albert Einstein em 1915.
Enquanto se movia em torno do buraco negro em sua aproximação mais próxima, a luz de uma estrela chamada S2 foi esticada pelas intensas forças gravitacionais em jogo - exatamente como a relatividade prediz em um efeito chamado redshift gravitacional .
Se soa familiar, é porque não é a primeira vez que vemos uma conquista dessas. No ano passado, uma equipe de pesquisadores publicou suas descobertas no S2 - também conhecido como S0-2, um de um aglomerado de jovens e maciços estrelas-S orbitando o centro da galáxia - ao redor de Sagitário A *, mostrando evidências claras de redshift gravitacional .
Este novo resultado vem de um conjunto independente de observações, confirmando e elaborando o primeiro conjunto de resultados com dados e instrumentos adicionais, para descartar quaisquer vieses ou erros que possam ter se originado nas próprias ferramentas.
"Podemos absolutamente descartar a lei da gravidade de Newton", disse o astrônomo Andrea Ghez, da Universidade da Califórnia em Los Angeles . "Nossas observações são consistentes com a teoria da relatividade geral de Einstein."
É um resultado duramente conquistado após 24 anos de observações. Cada uma das órbitas de S2 em torno de Sgr A * leva 16 anos, e não foi até a proximidade do ano passado - quando a estrela chegou a 17 horas de luz do centro galáctico - que tínhamos instrumentação sensível o suficiente para observar o evento. resolução sem precedentes.
Sgr A * tem uma massa equivalente a cerca de 4 milhões de Sóis. A gravidade que isso gera é imensa, criando o ambiente mais extremo da Via Láctea.
S2 tem uma órbita elíptica que é acelerada a velocidades vertiginosas por essa gravidade à medida que se aproxima de Sgr A *. Estilingue em torno de 25 milhões de quilômetros por hora (15,5 milhões de quilômetros por hora) - quase 3 por cento da velocidade da luz.
Quando S2 está tão perto do buraco negro, de acordo com a relatividade, o efeito gravitacional deve esticar a luz da estrela em comprimentos de onda maiores, em direção à extremidade vermelha do espectro eletromagnético.
O S2 atingiu sua velocidade máxima em março do ano passado, seguido pela maior aproximação em maio e velocidade mínima em setembro. A equipe fez observações espectrográficas de todos os três eventos, estudando as mudanças na luz da estrela enquanto ela percorria o buraco negro.
Em seguida, eles combinaram essas observações espectrais com observações de 1995 a 2017 para reconstruir toda a órbita da estrela em três dimensões.
"Isso é o que nos dá a entrada para os testes da relatividade geral", disse Ghez .
"Perguntamos como a gravidade se comporta perto de um buraco negro supermassivo e se a teoria de Einstein está nos contando a história completa. Vendo estrelas atravessar sua órbita completa fornece a primeira oportunidade para testar a física fundamental usando os movimentos dessas estrelas."
Os resultados não apenas corroboram, mas reforçam os resultados anunciados no ano passado, confirmando mais uma vez a relatividade geral como um conjunto sólido de regras para o entendimento da dinâmica da gravidade.
Como já relatamos no ano passado, não é o único teste que a relatividade geral passou nos últimos tempos. Também vimos um sistema estelar de três corpos , uma galáxia inteira dobrando o espaço e a descoberta de ondas gravitacionais - cada uma a seu modo, alinhando-se perfeitamente com a teoria de 100 anos de Einstein. Então ainda está forte.
Mas a necessidade de um novo conjunto de leis físicas pode estar se aproximando.
"A teoria de [Einstein] está definitivamente mostrando vulnerabilidade", disse Ghez .
"Não pode explicar completamente a gravidade dentro de um buraco negro, e em algum momento precisaremos ir além da teoria de Einstein para uma teoria da gravidade mais abrangente que explique o que é um buraco negro".
Honestamente, isso vai ser tão legal.
A pesquisa foi publicada na Science .
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