Veja o que sabemos até agora sobre Sagitário A*, um titã cósmico adormecido

Imagem de Sagitário A*, capturada pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Crédito da imagem: NASA/CXC/Caltech/M.Muno et al.

Sagitário A*, muitas vezes abreviado para Sgr A* e pronunciado "estrela Sagitário A", é um buraco negro supermassivo localizado no centro de nossa galáxia espiral, a Via Láctea.

Sagitário A* na maior parte está dormente e apenas ocasionalmente absorve gás ou poeira, mas mesmo assim tem uma massa estimada de milhões de vezes a do nosso sol. Ainda existem muitos mistérios que cercam o buraco negro supermassivo, mas os especialistas não estão completamente no escuro, e outras observações do Event Horizon Telescope prometem revelar mais.

Buracos negros de massa estelar e buracos negros de massa intermediária, se formam quando estrelas massivas cessam a fusão nuclear e não podem mais se sustentar contra o colapso gravitacional completo, mas o mecanismo que forma buracos negros supermassivos como Sagitário A * não está claro, pois não há estrelas grande o suficiente para colapsar diretamente em um buraco negro deste tamanho.

Dois mecanismos possíveis incluem buracos negros menores, crescendo a tamanhos enormes engolindo gás e poeira de seus arredores ou pelas fusões hierárquicas de buracos negros menores.

SAGITÁRIO A*: TAMANHO

Em 2008, os astrônomos Reinhard Genzel e Andrea Ghez determinaram que Sagitário A* tinha uma massa 4,3 milhões de vezes a do Sol.

Os astrônomos também calcularam que o diâmetro do buraco negro supermassivo da Via Láctea é de cerca de 23,5 milhões de quilômetros. Isso é minúsculo em comparação com a própria Via Láctea, que tem 100.000 anos-luz de largura e 1.000 anos-luz de espessura. 

Também superando Sagitário A* está um disco de gás ao seu redor que se estende por entre 5 e 30 anos-luz ocasionalmente alimentando a matéria para Sagitário A* causando fracos flashes de raios-X. Este disco de acreção também está conectado com as emissões de raios-X causadas por temperaturas de condução de fricção no disco de até 10 milhões de graus Celsius (18 milhões de graus Fahrenheit). 

Ainda há muito a aprender sobre Sagitário A*, mas a primeira imagem do buraco negro central da Via Láctea obtida pelo Event Horizon Telescope (EHT) pode revelar mais segredos mantidos pelo objeto cósmico que moldou nossa galáxia. 

SAGITÁRIO A*: OBSERVAÇÕES

Tudo em nossa galáxia de 13,6 bilhões de anos orbita Sagitário A*, incluindo nosso sistema solar, que está localizado a 26.000 anos-luz de distância.

Os buracos negros são notoriamente difíceis de detectar, geralmente apenas inferidos pelos efeitos que eles têm em seu ambiente. Isso ocorre porque não apenas eles não emitem luz, mas os buracos negros também prendem fótons atrás de um limite chamado horizonte de eventos, tornando quase impossível estudá-los diretamente na luz óptica.

Observar Sagitário A* da Terra é ainda mais difícil devido ao fato de estar envolto por uma espessa tela de poeira intermediária. 

Felizmente, os astrônomos desenvolveram outras maneiras de obter insights sobre Sagitário A*. Por exemplo, a massa de um corpo central e seu raio podem ser determinados observando a influência gravitacional que ele exerce sobre os objetos que o orbitam.

Para observar Sagitário A*, os astrônomos monitoraram a estrela S2, que orbita Sagitário A* a uma distância de 18 bilhões de quilômetros e uma velocidade de 11,4 quilômetros por hora. A estrela também tem uma órbita altamente elíptica de 16 anos. 

COMO SAGITÁRIO A* FOI DESCOBERTO?

O Observatório de Raios-X Chandra da NASA fotografa o centro da Via Láctea e Sgr A*. Crédito da imagem: X-ray- NASA/UMass/D.Wang et al., IR- NASA/STScI

 As teorias em torno de Sagitário A* e seu ocupante maciço datam do início da década de 1930, quando Karl Jansky encontrou um sinal de rádio emitido de um local na direção da constelação de Sagitário direcionado para o centro da Via Láctea.

A fonte de rádio compacta do centro galáctico Sagitário A* foi então identificada em fevereiro de 1974 pelos astrônomos Bruce Balick e Robert L. Brown. Foi durante a década de 1980 que os astrônomos formularam a ideia de que o objeto compacto central provavelmente seria um buraco negro de tamanho, até então, inimaginável.

Em 1994, Reinhard Genzel e uma equipe da UC Berkeley usaram espectroscopia infravermelha e submilimétrica para inferir um objeto compacto com massa 3 milhões de vezes a do sol na região.

Ao longo da década seguinte, os astrônomos continuaram a descartar outros possíveis candidatos para este objeto, incluindo estrelas fortemente aglomeradas, o que fortaleceu a ideia de que Sagitário A* é um buraco negro supermassivo.

A evidência conclusiva de que o objeto compacto Sagitário A* é um buraco negro supermassivo foi entregue em 2018, quando as emissões causadas por interações magnéticas de aglomerados de gás quente perto do buraco negro movendo-se a cerca de 30% da velocidade da luz, foram observadas por astrônomos usando o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO).

Essas observações coincidiram exatamente com as previsões teóricas para pontos quentes, orbitando perto de um buraco negro com uma massa de quatro milhões de massas solares. 

SAGITÁRIO A* ENGOLIRÁ A VIA LÁCTEA?

Impressão artística de um núcleo galáctico ativo alimentado por um buraco negro supermassivo. Crédito da imagem: ESA/NASA, o projeto AVO e Paolo Padovani

É um equívoco comum que os buracos negros sugam material. Em vez disso, eles apenas capturam em sua gravidade qualquer matéria que se aproxime demais. Então, se o sol fosse substituído por um buraco negro, a Terra permaneceria estável e segura em sua órbita, embora furtada de calor e luz. 

Muitos buracos negros consomem material, gás e poeira ou material arrancado de estrelas próximas, envolvendo-o em um disco de acreção, alimentando gradualmente a matéria para o centro.

Quando isso acontece, as condições violentas no disco de acreção criam poderosas emissões e jatos de uma área que é chamada de núcleo galáctico ativo (AGN). Sagitário A* não está atualmente engolindo matéria suficiente para alimentar um AGN e uma estrela ou outro objeto, teria que atingi-lo quase diretamente para ser consumido.

Isso pode mudar em aproximadamente 4 bilhões de anos, no entanto, quando a Via Láctea colidir e se fundir com estrelas perturbadoras de Andrômeda e fornecer outro buraco negro, potencialmente muito maior para as estrelas o atingir. 

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RECURSOS ADICIONAIS

• Para mais informações sobre buracos negros veja "Introdução à Física dos Buracos Negros" de Valeri P. Frolov e "Morte por Buraco Negro e Outros Dilemas Cósmicos" de Neil Degrasse Tyson.

BIBLIOGRAFIA

• Jones. MH, Lambourne. RJ & Serjeant. S, "Uma Introdução às Galáxias e Cosmologia", Cambridge University Press, 2015.
• NASA, "Buraco Negro Supermassivo Sagitário A", agosto de 2013. 
• Paul W. Hodge, "Sagitário A*", Encyclopaedia Britannica, acesso em maio de 2022. 
• NASA, "Buracos Negros", acesso em maio de 2022. 
• W. Miller Goss, et al, "A Descoberta de Sgr A*", Universidade de Cornell, ARxIV, maio de 2003. 
• R. Abuter, et al, "Detecção de movimentos orbitais perto da última órbita circular estável do buraco negro maciço SgrA*", Astronomy & Astrophysics, Volume 618, outubro de 2018. 
• Ru-Sen Lu, et al, "Detecção de estrutura de fonte intrínseca em ~3 raios de Schwarzschild com observações Millimeter-VLBI de SAGITTARIUS A*", Cornell University, ARxIV, maio de 2018. 
• Encyclopaedia Britannica, "Karl Jansky", acesso em maio de 2022. 
• Hubblesite, "Como crescem os buracos negros?", acesso em maio de 2022. 
• Fraser Cain, "O nosso buraco negro engolirá a Via Láctea?", Universe Today, agosto de 2016.

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Referência:

LEA, Robert. Sagittarius A*: The Milky Way's supermassive black hole. Space, Nova York, 11, mai. 2022. References. Disponível em: <https://www.space.com/sagittarius-a>. Acesso em: 11, mai. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.