Os astrónomos observaram diretamente um buraco negro supermassivo torcendo a estrutura do espaço-tempo à sua volta, confirmando uma previsão centenária da teoria da relatividade geral de Albert Einstein. O fenómeno, conhecido como arrastamento de moldura ou efeito Lense-Thirring, foi detetado numa estrela que estava a ser dilacerada pela gravidade do buraco negro, fornecendo evidências sem precedentes de como estes gigantes cósmicos distorcem a realidade.
A ciência por trás do espaço-tempo
A teoria de Einstein de 1915 propôs que a massa distorce o espaço-tempo – o conceito unificado de espaço e tempo – criando o que experienciamos como gravidade. Objetos mais massivos criam distorções maiores. Em 1918, Josef Lense e Hans Thirring mostraram matematicamente que objetos massivos em rotação arrastariam o espaço-tempo junto com seu movimento, como um pião puxando água em um redemoinho. Este efeito tem sido notoriamente difícil de medir diretamente.
Por que isso é importante: A confirmação do arrastamento de quadros oferece uma nova ferramenta para estudar buracos negros. Podemos agora investigar a sua rotação, como devoram a matéria (através de eventos de perturbação das marés, ou TDEs) e os poderosos jactos de energia que emitem.
Evidências oscilantes de um banquete estelar
A observação centra-se num evento de perturbação de marés (TDE) chamado AT2020afhd, onde uma estrela se aventurou demasiado perto de um buraco negro supermassivo. A gravidade do buraco negro esticou a estrela num fio de material – um processo apelidado de “espaguetificação” – antes de a consumir. À medida que os detritos estelares giravam num disco de acreção em torno do buraco negro, a equipa notou uma oscilação rítmica nas suas emissões de raios-X e rádio.
Esta oscilação, que se repete a cada 20 dias terrestres, não foi aleatória. Correspondia à assinatura esperada de arrastar o quadro: o buraco negro literalmente torcendo o espaço ao seu redor.
Como foi feita a observação
A equipe usou dados do Observatório Neil Gehrels Swift da NASA (observações de raios X) e do Karl G. Jansky Very Large Array (ondas de rádio) para rastrear o TDE. Ao contrário dos TDEs anteriores, o AT2020afhd exibiu alterações de sinal de curto prazo que não podiam ser explicadas pela libertação de energia normal. Isto confirmou a suspeita da equipa de que o buraco negro estava a arrastar espaço à sua volta.
“O nosso estudo mostra a evidência mais convincente até agora da precessão de Lense-Thirring… um buraco negro que arrasta o espaço-tempo consigo”, disse Cosimo Inserra da Universidade de Cardiff. “Este é um verdadeiro presente para os físicos.”
Gravitomagnetismo e pesquisas futuras
A descoberta sugere que objetos massivos em rotação geram um “campo gravitomagnético”, semelhante à forma como objetos carregados em rotação criam campos magnéticos. Isto abre novos caminhos para a compreensão da física dos buracos negros e dos ambientes extremos ao seu redor. Análises mais aprofundadas poderiam refinar nossa compreensão do arrastamento de quadros e suas implicações para o universo.
Concluindo: A observação do espaço-tempo sendo arrastado por um buraco negro não é apenas uma confirmação da teoria de Einstein, mas um passo crucial para desvendar os mistérios desses gigantes cósmicos. Fornece um novo método para investigar buracos negros, os seus hábitos alimentares e os processos violentos que desencadeiam, oferecendo uma visão mais profunda da física mais extrema do cosmos.
