Medições do GRAVITY disponíveis na Astronomy & Astrophysics

Einstein tinha razão…

Investigadores do CENTRA - António Amorim, Vítor Cardoso e Paulo Garcia - colaboraram na descoberta: órbita da S2 apresenta forma de roseta ao invés de elipse

Imagem artística da precessão de Schwarzschild

Imagem artística da precessão de Schwarzschild, disponivível no ESO

ESO/L. Calçada

“Depois de seguirmos a estrela na sua órbita durante mais de duas décadas e meia, as nossas medições extremamente precisas detetam de forma robusta a precessão de Schwarzschild no percurso da S2 em torno de Sagitário A*.”
Stefan Gillessen

Observações levadas a cabo pelo Very Large Telescope (VLT) do European Southern Observatory (ESO), situado no deserto chileno do Atacama, revelam pela primeira vez que a S2, uma das estrelas em órbita do buraco negro supermassivo, situado no centro da Via Láctea, se desloca tal como previsto pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

A nota de imprensa científica do ESO, anunciada esta quinta-feira, 16 de abril, apresenta este resultado - o culminar de 27 anos de observações da estrela S2. O número de dados que marcam a posição e a velocidade da estrela atesta a exaustividade e precisão deste novo trabalho de investigação: a equipa efetuou mais de 330 medições usando os instrumentos GRAVITY, SINFONI e NACO.

A órbita da S2 apresenta a forma de uma roseta ao invés de uma elipse como previsto pela Teoria da Gravitação de Newton. Uma vez que a estrela leva vários anos a completar uma órbita em torno do buraco negro, foi crucial seguir a estrela durante quase três décadas para que pudessem ser reveladas as complexidades do seu movimento orbital.

A Relatividade Geral dá-nos uma previsão precisa de quanto é que a órbita muda e as medições mais recentes correspondem exatamente à teoria. Este efeito, chamado precessão de Schwarzchild, nunca tinha sido medido anteriormente numa estrela em órbita de um buraco negro supermassivo.

Frank Eisenhauer, investigador do Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), coordenou esta equipa internacional. Stefan Gillessen, investigador do MPE, liderou a análise das medições apresentadas no artigo “Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole”, disponível online desde esta quinta-feira, na revista da especialidade "Astronomy & Astrophysics" e que resulta da colaboração realizada no âmbito do GRAVITY, que junta vários cientistas, entre eles António Amorim, professor do Departamento de Física da Ciências ULisboa, Vítor Cardoso, professor do Instituto Superior Técnico (IST) da ULisboa e Paulo Garcia, professor da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), todos membros do Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA), uma das unidades de investigação responsável pelo GRAVITY, nomeadamente o grupo SIM, liderado por António Amorim.

"A nossa participação tecnológica envolveu o desenho e construção do subsistema que permite ao GRAVITY obter imagens do ambiente próximo do buraco negro, bem como posicionar as fibras óticas que levam a luz ao núcleo do instrumento. Este subsistema é usado em contínuo no sistema de comando do GRAVITY", refere António Amorim num comunicado de imprensa divulgado pela equipa portuguesa neste projeto e que em 2018 também revelou outro efeito previsto pela Relatividade Geral.

“O nosso resultado anterior mostrou que a radiação emitida pela estrela sofre os efeitos da Relatividade Geral. Agora mostrámos que também a própria estrela sente o efeito da Relatividade Geral”, acrescenta Paulo Garcia.

No próximo dia 18 de abril comemoram-se os 65 anos da morte de Albert Einstein. Para Vítor Cardoso, “este resultado mostra que a teoria da relatividade geral se mantém válida na proximidade de um buraco negro com milhões de massas solares”. O GRAVITY permitirá estudar a gravidade ainda mais perto do horizonte do buraco negro. “Iremos investigar se haverá mais física, além da relatividade geral de Einstein, nessa última fronteira”, conclui Vítor Cardoso.

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