Há muito que a comunidade científica “persegue” Sagitário A* em busca de várias respostas, que podem agora estar mais perto. Isto porque o Interferómetro do Very Large Telescope (VLTI) do Observatório Europeu do Sul (ESO) capturou as imagens mais profundas e nítidas obtidas até à data da região em torno do buraco negro supermassivo, situado no centro da Via Láctea.

As novas imagens permitem ver 20 vezes mais perto do buraco negro do que o que era possível anteriormente sem o VLTI e ajudaram os astrónomos a encontrar uma estrela antes desconhecida perto deste objeto supermassivo. Também permitiram obter a medição mais precisa de sempre da massa do buraco negro, através do rasto das órbitas das estrelas.

“Queremos saber mais sobre Sagitário A*. Qual a sua massa? Será que roda? As estrelas em seu redor comportam-se exatamente como o previsto pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein? A melhor maneira de responder a estas questões é seguir estrelas que se deslocam em órbitas próximas do buraco negro supermassivo”, explica Reinhard Genzel, um dos astrónomos que “assina” as descobertas.

Na sua procura de ainda mais estrelas perto do buraco negro, a equipa, que funciona sob o nome GRAVITY Collaboration, e que integra investigadores portugueses, desenvolveu uma nova técnica de análise. Com a ajuda do VLTI foi descoberta uma estrela, a S300, que ainda não tinha sido observada anteriormente.

Nas recentes observações, conduzidas entre março e julho deste ano, a equipa focou-se em obter medições precisas de estrelas quando estas se aproximam do buraco negro, o que incluiu a já conhecida estrela S29, que fez sua aproximação máxima ao buraco negro no final de março, quando passou a uma distância de apenas 13 mil milhões de km deste objeto, o que equivale a 90 vezes a distância Terra-Sol, à velocidade extraordinária de 8740 km/s. Nunca nenhuma outra estrela tinha sido observada tão perto, ou a viajar tão depressa, em torno do buraco negro central.

As medições e as imagens obtidas pela equipa foram possíveis graças ao GRAVITY, um instrumento único que a colaboração desenvolveu para o VLTI do ESO. O GRAVITY combina a radiação recolhida pelos quatro Telescópios Principais de 8,2 metros do Very Large Telescope (VLT), usando uma técnica chamada interferometria. A técnica é complexa, mas no final oferece uma imagem 20 vezes mais nítida do que as obtidas pelos telescópios individuais.

“Seguir as estrelas que se encontram em órbitas próximas de Sagitário A* permite-nos investigar de forma precisa o campo gravitacional que rodeia o buraco negro massivo mais próximo da Terra, para testar a Relatividade Geral e determinar as propriedades do buraco negro”, aponta Reinhard Genzel.

As novas observações, combinadas com dados anteriores obtidos da equipa, confirmam que as estrelas seguem percursos exatamente como os previstos pela Relatividade Geral para objetos que se deslocam em torno de um buraco negro com uma massa de 4,3 milhões de vezes a massa solar. Trata-se da estimativa mais precisa obtida até à data da massa do buraco negro central da Via Láctea. Os investigadores conseguiram também afinar a distância a Sagitário A*, chegando ao valor de 27.000 anos-luz.

Para obter as novas imagens, os astrónomos usaram uma técnica de aprendizagem automática, chamada Teoria de Campos de Informação. Foi feito um modelo de como seriam as fontes reais e seguidamente simulou-se o modo como o GRAVITY as veria. Por fim, fez-se uma comparação entre a simulação e as observações GRAVITY. Deste modo foi possível encontrar e seguir estrelas em torno de Sagitário A* com uma profundidade e precisão sem precedentes. Para além das observações GRAVITY, a equipa utilizou também dados do NACO e do SINFONI, dois instrumentos anteriores do VLT, assim como medições do Observatório Keck e do Observatório Gemini do NOIRLab nos EUA.

Os mais recentes resultados de Genzel e da sua equipa correspondem ao culminar de um longo estudo de três décadas de estrelas em órbita do buraco negro supermassivo da Via Láctea e foram hoje publicados em dois artigos científicos na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.