Astrônomos descobrem no centro da Via Láctea a estrela mais rápida já detectada, capaz de atingir cerca de 25 mil quilômetros por segundo

Astrônomos identificaram uma estrela que está quebrando recordes no coração da Via Láctea. Batizada de S301, ela orbita Sagittarius A*, o buraco negro supermassivo localizado no centro da nossa galáxia, e pode atingir aproximadamente 25 mil quilômetros por segundo em seu ponto de maior velocidade. Isso corresponde a mais de 8% da velocidade da luz e transforma o objeto em uma oportunidade rara para investigar como a gravidade funciona muito perto de um buraco negro.

O que torna a estrela S301 tão diferente das outras?

A S301 é atualmente a estrela conhecida que alcança a maior velocidade dentro da Via Láctea. Sua trajetória é extremamente alongada, fazendo com que passe períodos relativamente afastada de Sagittarius A* e depois mergulhe rapidamente em direção ao buraco negro.

Alguns números ajudam a dimensionar o caráter extremo dessa órbita:

• Atinge cerca de 25 mil quilômetros por segundo no ponto de maior velocidade;
• Completa uma volta ao redor de Sagittarius A* em aproximadamente 8,7 anos;
• Chega a apenas cerca de 1,7 bilhão de quilômetros do buraco negro;
• Possui aproximadamente 1,5 vez a massa do Sol;
• Move-se a mais de 8% da velocidade da luz durante a aproximação máxima.

Por que ela acelera tanto quando se aproxima do buraco negro?

Sagittarius A* possui aproximadamente 4 milhões de vezes a massa do Sol. Essa enorme concentração de massa produz um campo gravitacional extremamente intenso, capaz de acelerar objetos que passam por suas proximidades a velocidades difíceis de encontrar em outras regiões da galáxia.

A órbita da S301 é muito excêntrica. À medida que a estrela se aproxima do buraco negro, sua velocidade aumenta drasticamente. Depois de passar pelo ponto mais próximo, ela começa novamente a se afastar e desacelera. É um comportamento semelhante ao observado em planetas em torno do Sol, mas levado a uma escala gravitacional muito mais extrema.

Como os astrônomos conseguiram encontrar uma estrela tão perto de Sagittarius A*?

A região central da Via Láctea é extremamente difícil de observar porque há muitas estrelas concentradas em uma pequena área do céu, além de poeira interestelar bloqueando grande parte da luz visível. Para separar objetos tão próximos, os pesquisadores utilizaram observações do Very Large Telescope Interferometer, no Chile, incluindo o instrumento GRAVITY.

A estrela foi identificada em observações de 2023, mas os cientistas conseguiram rastrear sua presença em dados obtidos anteriormente. A combinação de medições ao longo de vários anos permitiu reconstruir sua trajetória e concluir que ela estava seguindo uma órbita muito estreita ao redor do buraco negro central.

Como uma estrela foi parar em uma órbita tão extrema?

Uma das principais hipóteses envolve um antigo sistema formado por duas estrelas. Esse par teria passado perigosamente perto de Sagittarius A*, permitindo que a intensa gravidade do buraco negro rompesse o sistema.

Nesse tipo de evento, conhecido como mecanismo de Hills, destinos muito diferentes podem surgir:

• Uma estrela pode ser lançada para longe em enorme velocidade;
• A outra pode permanecer capturada pelo buraco negro;
• A estrela capturada pode assumir uma órbita muito alongada;
• Passagens posteriores podem levá-la repetidamente a regiões de gravidade extrema.

A órbita observada da S301 é compatível com esse cenário, embora os pesquisadores ainda estudem sua história detalhada.

Por que essa estrela pode revelar se Sagittarius A* está girando?

De acordo com a relatividade geral de Albert Einstein, um buraco negro em rotação não afeta apenas os objetos ao redor pela atração gravitacional. Sua rotação também pode arrastar o próprio espaço-tempo nas proximidades, em um fenômeno relacionado ao chamado efeito Lense-Thirring.

Como a S301 passa muito perto de Sagittarius A*, sua órbita pode sofrer pequenas alterações provocadas por esse efeito. Essas mudanças são extremamente sutis, mas observações precisas ao longo de vários anos podem permitir que os astrônomos estimem diretamente a rotação do buraco negro. A próxima passagem próxima da estrela, prevista para ocorrer por volta de 2031, será especialmente importante para essas medições.

O que a descoberta da S301 pode ensinar sobre o centro da Via Láctea?

A S301 funciona quase como uma sonda natural submetida a condições que seriam impossíveis de reproduzir em laboratório. Acompanhando sua trajetória, os pesquisadores podem testar previsões da relatividade geral, estudar a distribuição de massa próxima ao centro galáctico e compreender melhor o comportamento de estrelas submetidas à influência de um buraco negro supermassivo.

Seu recorde de aproximadamente 25 mil quilômetros por segundo chama atenção, mas a velocidade não é o aspecto científico mais importante. A combinação entre uma órbita de apenas 8,7 anos e uma aproximação extraordinariamente pequena de Sagittarius A* transforma a S301 em um dos melhores objetos conhecidos para investigar uma das regiões mais extremas da Via Láctea.