Uma estrela ultrarrápida orbita um buraco negro gigante

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Um grupo de astrônomos descobriu a estrela mais rápida já vista na Via Láctea, um astro que poderá ajudar a medir a rotação do buraco negro supermassivo que mora no coração da galáxia e servirá como (mais um) ótimo teste da teoria da relatividade.

A estrela, batizada como S301, foi descoberta com o VLTI, uma configuração do Very Large Telescope que combina dados dos quatro telescópios de oito metros do complexo para obter a resolução equivalente à de um supertelescópio, 15 vezes maior. Foi graças a isso que o apontamento para o objeto conhecido como Sagitário A* (diz-se A-estrela) conseguiu distingui-la e descobrir que ela completa uma volta em torno do buraco negro, com seus 4,3 milhões de massas solares, a cada 8,7 anos terrestres em uma órbita bem achatada. No ponto mais próximo, ela chega a estar a 1,78 bilhão de km do buraco negro –pouco mais do que a distância do Sol a Saturno.

Na posição em que ela está, sua órbita é afetada pela própria rotação do buraco negro, e os cientistas esperam seguir monitorando a trajetória da estrela nos próximos anos para medir esse efeito diretamente. Segundo o grupo liderado por Reinhard Genzel, do Instituto Max Planck, na Alemanha, que publicou seu achado na última edição da revista Nature , será possível identificar a taxa de rotação do buraco negro em no máximo uma década. Estamos diante de um baita laboratório para a física relativística.

Quer ver? Em sua aproximação máxima, a estrela atinge a velocidade de 25.000 km/s. Isso equivale a pouco mais de 8% da velocidade da luz, o que não é de se desprezar. A essa velocidade, segundo a relatividade especial, o tempo já começa a se dilatar de forma significativa. Pelas minhas contas, é uma diferença de 0,35%, o que equivale a 30,5 horas em um ano.

Ocorre que estamos falando de um objeto orbitando um buraco negro, então também rola uma dilatação temporal em razão da gravidade, conforme prevista pela relatividade geral. O tempo passa mais devagar para quem está mais perto de um campo gravitacional intenso, e a nossa S301 flerta com um buraco negro supermassivo, o que adiciona outros 0,36% na dilatação do tempo.

Até aqui, estamos falando do que se experimenta estando na distância mínima entre S301 e o Sgr A*. Mas precisamos levar em conta que a estrela não "mora" ali, e sim numa órbita que ora a traz para aquele ponto, ora para longe, completando uma volta a cada 8,7 anos. Levando isso em conta, o efeito total acaba sendo bem menos pronunciado: uma diferença na passagem do tempo de apenas 0,00937%. Na prática, significa que a cada volta da estrela que observamos aqui como durando 8,7 anos terrestres, lá em S301 ela tem umas sete horas a menos.

Esses números mostram como é difícil medir alguns efeitos relativísticos e comparar às predições teóricas –mesmo nos ambientes mais extremos, a magnitude das mudanças é modesta. Só começa a se agigantar quando aceleramos para bem mais perto da velocidade da luz (ou nos aprofundamos em poços gravitacionais).