Semana passada a colaboração GRAVITY+ anunciou a descoberta de S301, uma estrela que orbita o buraco negro do centro da Via Láctea a 25 mil km/s, 8,3% da velocidade da luz (c). Muito se falou sobre o recorde de velocidade, mas o ponto interessante é outro.

Uma teoria nunca é comprovada de uma só vez. A Relatividade Geral vem sendo testada em camadas cada vez mais profundas, e um dos critérios é a razão entre a velocidade do objeto e a velocidade da luz (β=v/c). Em geral, cada nova camada exige um objeto que se mova mais rápido, não apenas mais anos de observação.

Mercúrio orbita o Sol a 47 km/s (0,016% de c). Sua órbita avança 43 segundos de arco por século, e a explicação desse número foi o primeiro triunfo de Einstein, em novembro de 1915. Depois Eddington mediu o desvio da luz das estrelas em 1919, o dobro do valor que a própria gravitação newtoniana já previa. Pound e Rebka mediram o desvio para o vermelho em 1959, numa torre de 22 metros em Harvard. Três resultados célebres porque contrariavam a previsão newtoniana. Mas todos estavam no mesmo degrau.

Numa órbita, velocidade e profundidade no poço gravitacional são a mesma informação, porque β² é da ordem de GM/rc². As correções à gravitação de Newton começam nessa potência, β², e são cegas para a rotação, tanto que a precessão de Mercúrio seria idêntica se o Sol girasse ao contrário. Só na potência seguinte, β³, aparece um termo que troca de sinal quando se inverte o giro. Medir ordem ímpar permite medir rotação.

A estrela S2 permitiu aumentar o nível de precisão do teste. Ela chega a 7,6 mil km/s, 2,5% de c, e a GRAVITY detectou nela o desvio para o vermelho em 2018 e a precessão da órbita em 2020, doze minutos de arco numa única passagem. No pericentro, as linhas espectrais se deslocavam milhares de km/s por Doppler comum, que Newton também prevê, e a assinatura da Relatividade era uma sobra de cerca de 200 km/s. O efeito de precessão é cerca de sete mil vezes maior que em Mercúrio.

O degrau seguinte precisa medir efeitos de rotação do Buraco Negro, mas aqui a teoria demorou. Schwarzschild resolveu o caso do corpo esférico e parado em semanas, ainda em 1916. Objetos em rotação esperaram até setembro de 1963, com Roy Kerr. Quase meio século. O giro de um buraco negro arrasta a própria geometria espaço-temporal. Lense e Thirring previram esse arrasto em 1918, mas ele só foi medido em 2011, pelo Gravity Probe B, em torno da Terra. O efeito do giro cai com o cubo da distância, e por isso observar S2 por mais quarenta anos não resolveria. Foi preciso descobrir uma estrela mais próxima de Sagitário A*, S301 se aproxima dez vezes mais que S2.

O que me chama a atenção é que a teoria estava pronta desde 1963, aguardamos mais de 60 anos para poder começar o teste de agora. O centro da Galáxia está atrás de poeira que apaga a luz visível, e S301 é cem vezes mais fraca que S2. No infravermelho, um telescópio isolado de 8 metros separa objetos a 57 milissegundos de arco, e a órbita inteira de S301 cabe em 83. Só combinando os quatro telescópios do VLT como interferômetro se chega a 1,7 milissegundo. Interferometria no óptico é muito mais difícil que no rádio, porque os caminhos da luz vindos de cada telescópio precisam ser igualados a uma fração de micrômetro ao longo de centenas de metros, com a atmosfera embaralhando tudo.

Sessenta anos entre a solução de Kerr e a estrela que permite testá-la mostram um modo como muitas vezes a Astrofísica evolui. A teoria pronta espera o instrumento, e ele espera o objeto.

Prof. Alexandre Zabot

Referências

• Abd El Dayem, K. et al., GRAVITY+ Collaboration (2026). Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A*. Nature. DOI
• Kerr, R. P. (1963). Gravitational Field of a Spinning Mass as an Example of Algebraically Special Metrics. Phys. Rev. Lett. 11, 237. ADS
• GRAVITY Collaboration (2020). Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic Centre massive black hole. Astron. Astrophys. 636, L5. ADS