No centro da Via Láctea encontra-se um buraco negro supermassivo, conhecido pelos astrônomos pela designação Sgr A*. Foi descoberto ainda na década de 1970, mas durante muito tempo o objeto permaneceu apenas um ponto no mapa do céu: nem massa, nem dimensões puderam ser medidas diretamente. Tudo o que sabemos sobre Sgr A* foi obtido de forma indireta — pelo movimento das estrelas que orbitam ao seu redor. Segundo esses dados, a massa do buraco negro é próxima de 10^37 quilogramas, o que o torna um verdadeiro gigante mesmo para os padrões galácticos. A imagem direta só foi obtida nos últimos anos, e agora os cientistas têm a oportunidade de estudar esse objeto com muito mais detalhe do que antes.
A estrela S301: recordista entre as órbitas
Para observações da região ao redor de Sgr A*, utiliza-se o instrumento GRAVITY, montado no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul. O dispositivo combina a luz de quatro espelhos em um único sistema, oferecendo uma resolução comparável às capacidades de um telescópio hipotético de 130 metros de diâmetro. Foi o GRAVITY que permitiu à equipe de astrônomos acompanhar o movimento das estrelas próximas ao horizonte de eventos do buraco negro desde 2017. Em 2023, as observações trouxeram um resultado inesperado: foi descoberta uma estrela, batizada de S301, que se comporta de maneira completamente diferente das demais.
A órbita da S301 revelou-se extremamente alongada. O período orbital é de apenas 8,7 anos — mais de três anos mais rápido do que qualquer estrela conhecida nessa região. A excentricidade orbital, ou seja, o grau de desvio em relação a um círculo, é de 0,9832. Para comparação, até mesmo Plutão, considerado o campeão do alongamento entre os planetas do Sistema Solar, apresenta apenas 0,25. Na prática, a órbita da S301 está tão próxima de uma parábola que a estrela se encontra literalmente no limite de escapar da atração gravitacional do buraco negro.
No ponto de máxima aproximação, chamado pelos astrônomos de pericentro, a S301 acelera até cerca de 25 000 quilômetros por segundo — mais de oito por cento da velocidade da luz. A distância até o buraco negro nesse momento se reduz a aproximadamente 11 unidades astronômicas, pouco mais que a distância do Sol a Saturno. Segundo os pesquisadores, a S301 passa dez vezes mais perto de Sgr A* do que qualquer outro objeto conhecido. A estrela é quase uma vez e meia maior que o Sol, e se fosse mais massiva, a gravidade do buraco negro provavelmente a teria despedaçado. O fato de a S301 ter permanecido intacta indica que observamos um caso raro em que a natureza parece ter escolhido cuidadosamente os parâmetros que permitem à estrela sobreviver.
A origem da S301 provavelmente também é incomum. Os astrônomos acreditam que a estrela já fez parte de um sistema binário que se aproximou demais de Sgr A*. O poderoso campo gravitacional do buraco negro pode ter destruído o par, ejetando a companheira da S301 para longe e enviando a própria estrela para uma nova órbita muito mais estreita. Essa explicação é consistente com a dinâmica observada e permite compreender como trajetórias extremas como essa se formam no centro da galáxia.
O que a órbita da S301 revelará sobre a rotação de Sgr A*
Por si só, uma órbita tão estreita já é uma sensação científica, mas o principal valor da S301 está em oferecer a possibilidade de medir o que antes permanecia inacessível: o spin do buraco negro. Segundo a relatividade geral, um objeto massivo em rotação arrasta consigo o próprio espaço-tempo. Para um buraco negro, isso se manifesta no fato de que a órbita de qualquer corpo que passe suficientemente próximo gira gradualmente — a chamada precessão. A magnitude desse efeito depende diretamente da velocidade de rotação do buraco negro.
O problema é que a precessão diminui rapidamente com a distância: ela decai proporcionalmente ao cubo do raio orbital. Para a maioria das estrelas conhecidas ao redor de Sgr A*, isso significa que um deslocamento perceptível do pericentro se acumularia apenas ao longo de milhares de anos de observações contínuas. A S301 está tão próxima que o efeito de precessão deve se tornar mensurável já em dez anos. Segundo as estimativas dos pesquisadores, mesmo os instrumentos atuais são capazes de rastrear a órbita dessa estrela com precisão suficiente para avaliar o spin de Sgr A*.
Se as observações confirmarem as previsões da teoria, isso representará um passo crucial não apenas para a compreensão de Sgr A*, mas também da física dos buracos negros em geral. Futuros aprimoramentos na resolução dos telescópios ou o acúmulo de uma série mais longa de dados permitirão aos cientistas ir ainda mais longe — verificar se o buraco negro é um objeto perfeitamente esférico ou se seu campo gravitacional apresenta características adicionais além de massa e spin. Esses testes abrirão um novo nível de precisão no estudo dos objetos mais extremos do Universo e, possivelmente, nos aproximarão da resposta sobre como exatamente o espaço-tempo se comporta em condições-limite.
Por enquanto, a S301 permanece um objeto único — a única estrela conhecida capaz de nos informar sobre a rotação de Sgr A* sem truques técnicos adicionais. Resta apenas observá-la com paciência, e em cerca de dez anos talvez obtenhamos um dos retratos mais precisos do buraco negro que se encontra no centro da nossa Galáxia.
