Ученые из Института внеземной физики Макса Планка обнаружили звезду, которая движется с рекордной скоростью вокруг центральной черной дыры. Объект получил название S301. Статья опубликована в журнале Nature.
Звезда S301 движется по орбите со скоростью 25 тыс. км в секунду. Это составляет более 8% от скорости света в вакууме. Объект приближается к сверхмассивной черной дыре на расстояние, равное дистанции от Солнца до Сатурна. Светимость этой звезды в 2 млрд раз меньше, чем у Бетельгейзе.
Экстремальная близость к черной дыре позволяет проверить теорию относительности Эйнштейна. Согласно расчетам, вращающаяся черная дыра должна увлекать за собой ткань пространства-времени. Этот эффект оказывает прямое влияние на орбиты близлежащих объектов. Звезда S301 стала первым подходящим кандидатом для измерения скорости вращения черной дыры.
Наблюдения с помощью интерферометра
Для обнаружения тусклого объекта потребовалось объединить мощности нескольких приборов. Астрономы использовали комплекс телескопов VLTI в Чили. Инструмент GRAVITY собирает свет от четырех телескопов с диаметром зеркал по восемь метров. Это позволяет получить разрешение, превышающее возможности одного телескопа в 15 раз.
Первые наблюдения за звездой S301 состоялись весной 2023 года. Исследователи проанализировали архивные данные с 2017 года для построения точной орбиты. Параметры движения указывают на то, что объект ранее был частью двойной звездной системы. Приливные силы черной дыры разорвали эту систему на две части.
Звезда S301 оказалась захвачена гравитацией центрального объекта галактики. При этом ее звезда-компаньон была выброшена в космос на высокой скорости. Второе максимальное сближение S301 с черной дырой произойдет в 2031 году. Наблюдение за полным циклом орбиты позволит точно рассчитать параметры вращения черной дыры.
Для будущих наблюдений астрономы задействуют прибор MICADO. Он будет установлен на строящемся Чрезвычайно большом телескопе. Наблюдение двух полных орбит обеспечит необходимую точность вычислений. Это позволит впервые напрямую измерить спин объекта Стрелец А*.
Ранее астрофизики определили возраст древнейших звезд Млечного Пути.