Nota de Imprensa

Primeiras observações do Centro Galáctico obtidas com o instrumento GRAVITY

Sonda de buraco negro opera agora com os quatro Telescópios Principais do VLT

23 de Junho de 2016

Uma equipa europeia de astrónomos usou o novo instrumento GRAVITY montado no Very Large Telescope do ESO para obter observações do centro da Via Láctea, combinando pela primeira vez radiação colectada pelos quatro Telescópios Principais de 8,2 metros. Estes resultados dão-nos já uma ideia da ciência inovadora que o GRAVITY irá fazer, ao sondar os campos gravitacionais extremamente fortes existentes próximo do buraco negro central supermassivo e ao testar a teoria da relatividade geral de Einstein.

O instrumento GRAVITY está atualmente a operar com os quatro Telescópios Principais de 8,2 metros do Very Large Telescope do ESO (VLT) e já a partir de resultados preliminares tornou-se claro que brevemente irá produzir ciência de classe mundial.

O GRAVITY faz parte do interferómetro do VLT. Ao combinar a radiação colectada pelos quatro telescópios, consegue atingir a mesma resolução espacial e precisão na medição de posições que um telescópio com 130 metros de diâmetro. O ganho correspondente em poder resolvente e precisão nas posições — um factor 15 vezes superior aos Telescópios Principais individuais do VLT de 8,2 metros — permitirá ao GRAVITY fazer medições extremamente precisas de objetos astronómicos.

Um dos principais objetivos do GRAVITY é fazer observações detalhadas do meio que rodeia o buraco negro de 4 milhões de massas solares que se encontra no centro da Via Láctea [1]. Embora a posição e massa do buraco negro sejam conhecidas desde 2002, ao executar medições precisas dos movimentos das estrelas que o orbitam, o GRAVITY permitirá aos astrónomos sondar o campo gravitacional que rodeia o buraco negro com um detalhe sem precedentes, fornecendo um teste único à teoria da relatividade geral de Einstein.

Nesta perspectiva, as primeiras observações do GRAVITY são já bastante entusiasmantes. A equipa do GRAVITY [2] usou o instrumento para observar uma estrela conhecida por S2, que orbita o buraco negro no centro da nossa Galáxia com um período de apenas 16 anos. Estes testes demonstraram de modo impressionante a sensibilidade do GRAVITY, uma vez que o instrumento foi capaz de ver esta estrela ténue em apenas alguns minutos de observação.

A equipa será brevemente capaz de obter posições ultra-precisas da estrela, que equivalerão a medir a posição de um objeto na Lua com a precisão de um centímetro. Esta precisão permitir-lhe-á determinar se o movimento em torno do buraco negro segue, ou não, as previsões da relatividade geral de Einstein. As novas observações mostram que o Centro Galáctico é um laboratório ideal para este tipo de testes.

“Toda a equipa desfrutou de um momento fantástico quando a radiação emitida pela estrela interferiu pela primeira vez — após 8 anos de trabalho árduo,” disse o cientista líder do GRAVITY, Frank Eisenhauer do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre situado em Garching, na Alemanha. “Primeiro estabilizámos a interferência de forma ativa numa estrela brilhante próxima e depois, após apenas alguns minutos, conseguimos ver de facto a interferência da estrela ténue — para nosso grande entusiasmo!” À primeira vista parece que nem a estrela de referência nem a estrela em órbita do buraco negro têm companheiras massivas que poderão complicar as observações e análise. “São objetos de teste ideais,” explica Eisenhauer.

Esta indicação de sucesso preliminar não chega cedo demais. Em 2018, a estrela S2 estará na sua posição mais próxima do buraco negro, a apenas 17 horas-luz de distância e viajando a quase 30 milhões de quilómetros por hora, o que corresponde a 2,5% da velocidade da luz. A esta distância, os efeitos devidos à relatividade geral serão mais pronunciados e as observações obtidas pelo GRAVITY darão os seus resultados mais importantes [3]. Esta oportunidade não se tornará a repetir senão 16 anos depois.

Notas

[1] O centro da Via Láctea, a nossa casa galáctica, situa-se no céu na constelação do Sagitário, a cerca de 25 000 anos-luz de distância da Terra.

[2] O consórcio GRAVITY é constituído pelas seguintes instituições: Institutos Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) e Astronomia (MPIA), LESIA do Observatório de Paris e IPAG da Universidade de Grenoble Alpes/CNRS, Universidade de Colónia, Centro Multidisciplinar de Astrofísica, Lisboa e Porto (SIM), e ESO.

[3] A equipa será capaz, pela primeira vez, de medir dois efeitos relativísticos numa estrela a orbitar um buraco negro supermassivo — o desvio para o vermelho gravitacional e a precessão do pericentro. O desvio para o vermelho ocorre porque a radiação emitida pela estrela tem que se deslocar no sentido contrário ao forte campo gravitacional do buraco negro massivo de modo a escapar para o Universo. Ao fazê-lo perde energia, o que se manifesta por um desvio para o vermelho da radiação. O segundo efeito aplica-se à órbita da estrela e leva a um desvio da elipse perfeita. A orientação da elipse roda de cerca de meio grau no plano orbital quando a estrela passa perto do buraco negro. O mesmo efeito foi observado na órbita de Mercúrio em torno do Sol, mas cerca de 6500 vezes mais fraco por órbita do que na vizinhança extrema do buraco negro. No entanto, as maiores distâncias envolvidas tornam-no muito mais difícil de observar no Centro Galáctico do que no Sistema Solar.

Informações adicionais

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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4200-465 Porto, Portugal
Telm.: 963235785
Email: pgarcia@fe.up.pt

Frank Eisenhauer
GRAVITY Principal Investigator, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel.: +49 (89) 30 000 3563
Email: eisenhau@mpe.mpg.de

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Hannelore Hämmerle
Public Information Officer, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
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Email: hannelore.haemmerle@mpe.mpg.de

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1622, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

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