Obrazek wyróżniający: ESO/GRAVITY collaboration
Najszybsza znana gwiazda, wykryta przez należący do ESO Very Large Telescope Interferometer (VLTI) – S301 – okrąża czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej z prędkością osiągającą nawet 25 000 km/s. Dociera ona tak blisko Saggitarius A*, że odczuwa efekty obrotu czarnej dziury, a jej badanie może umożliwić pomiary rotacji centrum naszej galaktyki.
S301 orbitująca czarną dziurę Saggitarius A*.
Astronomowie od dziesięcioleci śledzili gwiazdy krążące dookoła Saggitarius A*, jednak to pojawienie się S301 umożliwi nam uzyskanie odpowiedzi na pytania dotyczące fundamentalnych własności czasoprzestrzeni w ekstremalnym środowisku czarnej dziury. Gwiazda ta krąży niesamowicie blisko środka galaktyki, bo po orbicie znajdującej się w odległości porównywalnej do odległości orbity Saturna od Słońca, a okres jej obiegu wynosi zaledwie 8,7 lat ziemskich (dla porównania Saturn obiega Słońce w około 29,5 lat ziemskich).
S301 jest rekordzistką, jeśli chodzi o prędkość – gdy znajduje się najbliżej czarnej dziury, osiąga nawet 25 000 km/s, co stanowi ponad 8% prędkości światła. Dociera najbliżej centrum Drogi Mlecznej ze wszystkich gwiazd, jakie znamy, dlatego jest tak istotna do pomiarów rotacji Saggitarius A*. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki niej obrót czarnej dziury uda się zmierzyć w ciągu najbliższych 10 lat.
Przewiduje się, że tak, jak większość obiektów we Wszechświecie, Saggitarius A* obraca się zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina – ciągnie za sobą czasoprzestrzeń i ją skręca, co wpływa na orbity gwiazd znajdujących się w jej okolicy. Efekt ma być odczuwalny tym bardziej, im bliżej znajduje się gwiazda i im szybciej się porusza.
Znalezienie S301 nie było łatwym zadaniem ze względu na jej niewielką jasność. Użyto do tego VLTI w Obserwatorium Paranal w Chile i instrumentu GRAVITY+. Dzięki połączeniu obrazu z czterech teleskopów o średnicy 8 metrów można było uzyskać 15-krotnie lepszą zdolność przestrzenną niż przy użyciu tylko jednego teleskopu.
Gwiazdę dostrzeżono już wiosną 2023 roku, a następnie prześledzono jej trajektorię i historię orbitalną. Najbliżej czarnej dziury znalazła się na początku 2023 roku. Jej historia orbitalna wskazuje na to, że była ona kiedyś częścią układu podwójnego, który został rozerwany przez siły pływowe czarnej dziury. S301 została wtedy związana grawitacją z Saggitarius A*, a drugi składnik układu prawdopodobnie opuścił galaktykę.
Dalsze badania nad S301, mające określić rotację Saggitarius A*, będą trwać przez następną dekadę. W 2031 roku możemy spodziewać się kolejnego najbliższego przejścia gwiazdy obok czarnej dziury. Do obserwacji S301 badacze planują wtedy użyć instrumentu MICADO w Extremely Large Telescope (ELT), aktualnie będącego w trakcie budowy.
Korekta – Ania Grzesiak
