S301: a estrela mais rápida e próxima já vista orbitando Sagittarius A*

A estrela S301 foi identificada em uma órbita recorde ao redor de Sagittarius A* (Sgr A*), o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Ela é, até o momento, a estrela conhecida que chega mais perto do objeto e também a mais veloz já observada na galáxia: no ponto de maior aproximação, alcança cerca de 25 mil km/s — mais de 8% da velocidade da luz.

A descoberta chama atenção não apenas pelo recorde de velocidade. A trajetória de S301 pode transformar a estrela em uma espécie de sonda natural do espaço-tempo, permitindo investigar a rotação de Sgr A* e testar previsões da relatividade geral de Albert Einstein.

Uma órbita fina e extremamente alongada

S301 é uma estrela fraca da sequência principal, com magnitude aproximada de 19,3 na banda K — uma faixa do infravermelho próximo. Ela completa uma volta em torno de Sagittarius A* a cada 8,7 anos e tem excentricidade estimada entre 0,982 e 0,983.

Na prática, isso significa que sua órbita é quase “em forma de agulha”: a maior parte do tempo, S301 permanece relativamente distante do buraco negro, mas passa rapidamente pela região de gravidade mais intensa durante o periastro, o ponto de maior aproximação. É justamente nessa breve passagem que os efeitos relativísticos se tornam mais concentrados.

No periastro, a estrela chega a aproximadamente 280 raios gravitacionais de Sagittarius A*, ou pouco mais de 12 unidades astronômicas (UA). Uma UA corresponde à distância média entre a Terra e o Sol; portanto, a aproximação de S301 é comparável à distância entre o Sol e Saturno.

A comparação com S2 ajuda a dimensionar o recorde. S301 chega cerca de dez vezes mais perto do buraco negro do que S2 chegou em sua aproximação máxima. Essa proximidade explica por que os pesquisadores esperam observar efeitos que são muito mais sutis na órbita de S2.

Como S301 foi encontrada e confirmada

A equipe detectou a estrela com o GRAVITY, um interferômetro de infravermelho próximo instalado no Very Large Telescope Interferometer (VLTI), do Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile. O instrumento precisou distinguir uma fonte extremamente fraca em meio ao campo denso e brilhante do centro galáctico.

Os astrônomos acompanharam a posição aparente de S301 nas observações astrométricas do GRAVITY realizadas entre 2023 e 2025. Com esses dados, ajustaram uma órbita preliminar e depois usaram o modelo para prever onde a estrela deveria aparecer em registros mais antigos.

A fonte foi recuperada em observações de arquivo de 2021 e 2017. Essa previsão feita “para trás” e confirmada nos dados históricos foi uma evidência importante de que o objeto fraco realmente seguia a órbita proposta, e não era apenas uma fonte confundida no movimentado centro da Via Láctea.

Ainda não foi obtida uma velocidade radial direta por espectroscopia. Por isso, a solução orbital atual depende principalmente de medições extremamente precisas da posição da estrela no céu. Observações espectroscópicas futuras com telescópios extremamente grandes devem ajudar a reconstruir de forma mais completa o movimento tridimensional de S301.

Como a estrela pode revelar o spin do buraco negro

Segundo a relatividade geral, um buraco negro em rotação arrasta o espaço-tempo ao seu redor. Esse fenômeno é conhecido como arrasto de referenciais ou precessão de Lense–Thirring: a orientação da órbita de um objeto próximo muda lentamente, fazendo o plano orbital e seu nodo — a linha em que o plano cruza um plano de referência — sofrerem uma precessão.

Como S301 passa muito mais perto de Sagittarius A* do que as estrelas observadas anteriormente, esse pequeno desvio causado pela rotação pode ser detectável com a interferometria infravermelha de alta precisão disponível atualmente e com a espectroscopia de futuros telescópios extremamente grandes. A medição poderia restringir tanto a intensidade quanto a direção do spin de Sgr A*.

Esse seria um avanço em relação ao que já foi observado com S2. No caso de S2, os astrônomos mediram a precessão de Schwarzschild, um efeito associado principalmente à massa do buraco negro. S301 oferece a possibilidade de investigar também a descrição de um buraco negro em rotação — a geometria de Kerr — prevista pela teoria de Einstein.

O que pode acontecer na passagem de 2031

A próxima passagem de S301 pelo periastro é esperada por volta de 2031. Um programa de observação intenso, combinando astrometria — a medição precisa da posição — e espectroscopia, deve oferecer a melhor oportunidade para detectar mudanças relativísticas na órbita da estrela. Se o sinal for suficientemente claro, os dados poderão permitir uma medição direta do spin de Sagittarius A* por meio da precessão de Lense–Thirring.

Mas há um limite importante. O momento quadrupolar representa uma característica adicional da distribuição do campo gravitacional do buraco negro, relacionada à maneira como sua rotação modifica sua forma gravitacional. Para S301, o sinal do quadrupolo induzido pelo spin é estimado em apenas cerca de 4% do efeito de Lense–Thirring e é considerado desprezível para essa órbita.

Por isso, não há evidências suficientes para afirmar que a passagem de 2031, sozinha, testará de forma decisiva o teorema do no hair — ou “teorema da ausência de pelos”. Na física de buracos negros, esse princípio prevê que um buraco negro astrofísico pode ser descrito essencialmente por sua massa e seu spin; o momento quadrupolar deve então assumir o valor determinado por essas duas propriedades.

A medição independente desse pequeno efeito provavelmente exigiria estrelas ainda mais próximas, várias órbitas estelares adequadas observadas em conjunto ou outro método de observação. S301, entretanto, já representa uma oportunidade concreta de medir o spin de Sgr A* e de levar os testes da relatividade a um regime gravitacional ainda pouco explorado.