Buracos negros supermassivos estão localizados no centro da maioria das galáxias conhecidas e são importantes para a dinâmica da região no interior da galáxia hospedeira. Ali, as estrelas orbitam em velocidades altas, o gás é comprimido e aquecido, e interações gravitacionais entre os objetos acabam descrevendo a dinâmica. É importante notar que o buraco negro não puxa tudo para dentro do horizonte de eventos mas sua influência gravitacional domina o ambiente ao redor.
No caso da Via Láctea, o buraco negro central é Sagittarius A* (Sgr A*), com cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol. Ele é um buraco negro relativamente calmo, sem grande atividade de acreção, mas sua presença é observada através das órbitas de estrelas ao redor, como a famosa S2. Em 2022, a colaboração EHT divulgou a primeira foto do buraco negro Sgr A* ao utilizar uma técnica com radiotelescópios espalhados pelo globo terrestre.
Um novo estudo analisou dados das estrelas que orbitam muito perto de Sgr A* para entender como o buraco negro supermassivo interfere gravitacionalmente com elas. Com essas medições, os pesquisadores conseguiram testar a relatividade geral em ambientes extremos e compreender melhor como as estrelas se formam, evoluem e interagem nesse campo gravitacional intenso. Esses resultados levantam novas perguntas e também aproximam respostas sobre a dinâmica que governa o núcleo da Via Láctea.
Sgr A*
Sgr A* é o buraco negro supermassivo localizado no centro da Via Láctea, com cerca de 4 milhões de massas solares. Por causa da sua taxa de acreção consideravelmente baixa, o buraco negro é considerado praticamente inativo. Atualmente, a maior parte do material que ele acreta vem de ventos estelares de estrelas que o orbitam. Antigamente, o Sgr A* só era observado de forma indireta ao analisar o comportamento de estrelas ao redor dele.
Essas observações permitiram confirmar Sgr A* como um buraco negro supermassivo e forneceram uma das melhores evidências experimentais já obtidas da relatividade geral em regimes extremos. Medindo a trajetória dessas estrelas com precisão, os astrônomos conseguem estudar efeitos como o desvio relativístico das órbitas conhecido como precessão. Além disso, é possível compreender melhor como esse buraco negro influencia a dinâmica e a evolução do núcleo galáctico.
Nova descoberta
Quando pensamos em buracos negros e a região em torno deles, logo pensamento em um ambiente que é destrutivo onde qualquer objeto que se aproximo será destruído por forças de marés ou acretado pelo buraco negro. Apesar de ser conhecido que isso não é verdade, astrônomos ainda tem interesse em entender como é a relação do buraco negro com seu ambiente. Estudos recentes estudaram objetos próximos ao Sgr A* e como eles permanecem intactos mesmo com a proximidade.
Um exemplo é um objeto chamado de G2 que parece ser uma nuvem de gás e poeira. Por muito tempo, acreditava-se que G2 seria espaguetificada e engolida por Sgr A*. Com novas observações em infravermelho, astrônomos observaram que G2 segue uma órbita estável, indicando que há uma estrela em seu interior mantendo o objeto coeso. Isso mostra que, mesmo nessa região com campo gravitacional extremo, estrelas envoltas em poeira podem sobreviver e manter trajetórias estáveis. Essa região parece ser capaz de preservar estruturas e abrigar sistemas estáveis bem perto do buraco negro supermassivo.
Órbitas estáveis
As novas observações revelam que, ao contrário do que muitos modelos antigos previam, órbitas estáveis podem existir muito perto de Sgr A*. Um dos exemplos é o sistema binário D9, descoberto em 2024. Esse é o primeiro sistema estelar duplo identificado tão próximo de um buraco negro supermassivo. A proximidade é tão grande que era esperado que as forças de maré deveriam separar ou até fundir as estrelas. No entanto, os dados obtidos no novo estudo mostram que D9 permanece coeso e estável.
Além de D9, outros objetos, como X3 e X7, também possuem comportamentos estáveis em órbitas próximas ao Sgr A*. Isso revelou aos astrônomos do estudo que a região central da Via Láctea possui estruturas resistentes e coesas perto do buraco negro. Esses resultados indicam que o ambiente ao redor de um buraco negro supermassivo é menos destrutivo do que se imaginava. Isso abre um novo leque de perguntas sobre como esses objetos conseguem se manter em um ambiente tão extremo.
Novas perguntas
As novas observações mostram que a região interna da galáxia, mesmo ao redor de um buraco negro supermassivo, é muito mais complexa do que se imaginava. Em vez de ser apenas um ambiente destrutivo, os dados revelam objetos e sistemas que se movem de forma estável, indo contra o que se acreditava até pouco tempo atrás. Isso acaba sendo importante para entender como estrelas e buracos negros interagem em condições extremas.
Segundo o estudo, o resultado mais interessante é a possibilidade de que o ambiente ao redor de Sgr A* possa estimular a formação de estrelas. Os pesquisadores sugerem que fusões de sistemas binários ou interações entre objetos densos podem gerar estrelas novas. Essas observações respondem algumas perguntas sobre a estabilidade dessas estrelas ao redor do buraco negro mas levanta questões como, por exemplo, a formação de estrelas nesse ambiente.
Referência da notícia
Peißker et al. 2025 Closing the gap: Follow-up observations of peculiar dusty objects close to Sgr A*using ERIS Astronomy & Astrophysics
