Nejrychlejší hvězda obíhá černou díru v Mléčné dráze 8 % rychlosti světla

Astronomové objevili nejrychlejší hvězdu, jaká kdy byla v Mléčné dráze pozorována. Jde o slabý objekt s názvem S301, který se kolem supermasivní černé díry v centru naší galaxie pohybuje rychlostí přibližně 8 procent rychlosti světla. Tento nález, publikovaný ve středu v časopise Nature, otevírá cestu k přímému měření rotace Sagittarius A* poprvé v historii – dlouho hledaný cíl, který by mohl otestovat limity Einsteinovy obecné teorie relativity.npr+1

Rekordní oběžná dráha

S301 dokončí jeden oběh kolem Sagittarius A* každých 8,7 roku po velmi úzké eliptické dráze. V bodě největšího přiblížení prolétá hvězda ve vzdálenosti asi 12násobku vzdálenosti Země-Slunce od černé díry – zhruba 10krát blíže než S2, předchozí hvězda používaná ke studiu galaktického centra. V tu chvíli zrychlí na přibližně 25 000 kilometrů za sekundu, což je více než 100 000krát rychleji než cestovní rychlost komerčního letadla.iflscience+1

„Objevili jsme hvězdu, která okamžitě upoutala naši pozornost, protože se pohybuje po dráze, která se nesmírně přibližuje k Sag A,“ řekl pro IFLScience spoluautor studie Stefan Gillessen z Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku. „Je to hvězda, která se ze všech nám známých hvězd přibližuje k Sag A nejvíce.“iflscience

Tým hvězdu poprvé zahlédl v roce 2023 pomocí přístroje GRAVITY na interferometru Very Large Telescope Evropské jižní observatoře v Chile a poté její existenci potvrdil během téměř dvou let následných pozorování. Archivní data jim umožnila vystopovat její polohu až do roku 2017.livescience+1

Proč na rotaci záleží

Protože S301 proniká tak hluboko do gravitační studny černé díry, vstupuje do oblasti, kde rotace Sagittarius A* strhává okolní časoprostor – jev zvaný strhávání inerciálních vztažných soustav (frame-dragging). Tento odpor by měl v průběhu času jemně posouvat oběžnou dráhu hvězdy, což astronomům poskytne měřitelný signál spojený s rychlostí rotace černé díry.sciencealert+1

„Poprvé bychom byli schopni velmi přímo změřit rotaci masivní černé díry, což by bylo klíčovým testem Einsteinovy teorie,“ řekl Gillessen.independent

Astrofyzička z MIT Erin Kara, která se na studii nepodílela, označila výsledek za „opravdu vzrušující“ a dodala, že „připravuje půdu pro to, abychom v příštím desetiletí mohli provádět taková bezprecedentní měření černých děr.“npr

Co bude následovat

S301 dosáhne svého dalšího největšího přiblížení k Sagittarius A* koncem roku 2031. Simulace naznačují, že desetiletí pokračujícího sledování by mohlo určit rotaci černé díry s dostatečnou přesností, aby bylo možné odlišit rychle rotující černou díru od stacionární. Tým také doufá, že se jim nakonec podaří změřit kvadrupólový moment černé díry – další test teorému o „nemožnosti mít vlasy“ (no-hair theorem), který tvrdí, že nenabitou černou díru lze plně popsat pouze její hmotností a rotací.livescience+1

„Pokračujme v pozorování toho, jak se tento objekt pohybuje kolem černé díry, a dejte nám další desetiletí nebo patnáct let, a s největší pravděpodobností uvidíme, jak se černá díra otáčí,“ řekl Gillessen.iflscience