A Relatividade Geral de Einstein está prestes a ganhar novos estudos graças a confirmação dos vórtices gravitacionais pelo observatório de raios-X da Agência Espacial Europeia (ESA). Os vórtices ao redor de buracos negros vai proporcionar aos astrônomos mapearem o comportamento da matéria próxima a buracos negros e também ajudar a resolver o mistério da Oscilação quase periódica (QPO), que intriga cientistas há 30 anos.

A QPO começou a ser estudada por astrônomos na década de 1980. Começou-se a observar que os raios-X provenientes do braço negro que está no centro da nossa galáxia, a Via Láctea, estavam mudando seguindo um padrão definido. Os raios-X oscilavam, escureciam e se reavivavam em dez segundos. Com o passar dos dias, semanas e meses, esse progresso aumentava absurdamente e que, antes, ocorria inteiramente uma vez a cada dez segundos agora passava a ocorrer dez vezes por segundo. Após alcançar esse patamar, a cintilação do raio parava completamente.

A partir de então, começou um conjunto de esforços para tentar entender a questão. As suspeitas começaram a cair sobre um efeito postulado por Albert Einstein em sua Teoria da Relatividade Geral: a criação de um vórtice gravitacional ao redor do buraco negro.

“É um pouco como torcer uma colher com mel. Imagine que o mel é o espaço e tudo embutido no mel vai ser ‘arrastado’ em torno da torção feita na colher. Na realidade, isso significa que qualquer coisa que orbita um objeto girando terá seu movimento afetado. No caso de uma órbita inclinada, sofrerá uma precessão. Isto significa que a órbita irá alterar a orientação em torno do objeto central. O tempo para a órbita voltar a sua condição inicial é conhecido como um ciclo de precessão”, explica Adam Ingram, da Universidade de Amsterdã, na Holanda. Ele começou a estudar os QPOs para o seu trabalho de doutorado em 2009.

O trabalho de Ingram começou a olhar para o que aconteceria com a matéria em torno de um buraco negro. O disco de Acreção é o local em que a matéria espirala gradualmente antes de começar a entrar no buraco negro. O buraco negro H 1743-322 para tentar entender os efeitos do disco de Acreção.

Quanto mais a matéria perde átomos, mais radiação alta é liberada do buraco negro que atinge a matéria no disco de Acreção liberando átomos de ferro que formam a linha espectral. Observando a linha espectral do buraco negro escolhido, Ingram e sua equipe perceberam que a linha obedecia o postulado pela Teoria da Relatividade Geral.

O vórtice gravitacional, então, seria o arrasto e os traços da matéria para dentro de um buraco negro; esse efeito também pode ser explicado através do efeito Lense-Thirring, que diz que a rotação de um objeto visa alterar espaço e tempo arrastando demais objetos em sua proximidade. Essa foi a primeira vez que o efeito de Lense-Thirring foi medido em um forte campo gravitacional e a primeira confirmação dos vórtices gravitacionais.

“Este é um grande avanço que combina informações sobre tempo e energia de fótons de raios-X para resolver o debate de 30 anos sobre a origem dos QPOs”, comenta Norbert Schartel, cientista da ESA.

Via Site da NASA