Ta zdecydowanie nie jest przypadkowa: to właśnie wokół niej orbituje S301. Cała historia rozgrywa się w Drodze Mlecznej, a wyjątkowo szybka gwiazda porusza się z prędkością sięgającą 25 tysięcy kilometrów na sekundę. To ponad 8 procent prędkości światła! Gwiazda znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A*, czyli giganta ukrytego w centrum naszej galaktyki.
Czytaj też: Kosmiczna rzeka gazu przechyliła dysk, z którego powstają planety. Nowe obserwacje zwalają z nóg
Jego masa jest około czterech milionów razy większa od masy Słońca, a rzeczona czarna dziura znajduje się około 26 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Choć jej bezpośrednie otoczenie jest niezwykle ekstremalne, gwiazdy mogą utrzymywać tam stabilne orbity dzięki ogromnej prędkości, z jaką poruszają się wokół niej.
Nowo odkryta gwiazda jest pod tym względem wyjątkowa. W najbliższym punkcie swojej bardzo wydłużonej orbity zbliża się do Sagittarius A* na odległość około 11,5 jednostki astronomicznej. Gwoli przypomnienia, jedna jednostka astronomiczna odpowiada średniej odległości Ziemi od Słońca. Oznacza to, że S301 znajduje się od czarnej dziury mniej więcej w takiej odległości, jak Saturn od naszej gwiazdy.
W tym miejscu wpływ grawitacji czarnej dziury jest ogromny. S301 osiąga wtedy prędkość około 25 tysięcy kilometrów na sekundę, czyli ponad 100 tysięcy razy szybciej niż typowy samolot pasażerski. Mimo tak ekstremalnych warunków gwiazda wcale nie musi zostać pożarta przez tę czarną dziurę. Jej orbita prowadzi ją momentami znacznie dalej, w efekcie czego oddala się od Sagittarius A* na odległość około 1360 jednostek astronomicznych. Wykonanie pełnego okrążenia zajmuje S301 zaledwie 8,7 roku. Dla porównania wcześniej najlepiej poznaną gwiazdą znajdującą się blisko czarnej dziury była S2, której orbita trwa około 16 lat. S301 porusza się więc po jeszcze ciaśniejszej i bardziej ekscentrycznej trajektorii.
Astronomowie wykorzystali do obserwacji gwiazdy instrument GRAVITY zamontowany na Bardzo Dużym Teleskopie w Chile. Dane wykorzystywane do określenia orbity S301 pochodzą między innymi z obserwacji prowadzonych od 2017 roku. Nowoczesne instrumenty pozwoliły dostrzec obiekt znacznie słabszy od wielu wcześniej obserwowanych gwiazd znajdujących się w centrum naszej galaktyki.
Czytaj też: Czarna dziura rozerwała gwiazdę, ale coś uciekło z miejsca zdarzenia. Astronomowie szukają odpowiedzi
Najwięcej korzyści związanych z tym odkryciem może jednak dotyczyć nie samej rekordowej prędkości. S301 ma potencjał na zostanie aturalnym narzędziem do badania właściwości Sagittarius A*. Naukowcy chcą wykorzystać jej ruch do ustalenia, jak szybko obraca się czarna dziura i w którym kierunku następuje jej obrót. Będzie to niezwykle trudne zadanie, wszak czarnej dziury nie można zobaczyć bezpośrednio, a jej obrót wpływa na otaczającą czasoprzestrzeń.
Zgodnie z ogólną teorią względności wirujący masywny obiekt powinien powodować zjawisko określane jako wleczenie czasoprzestrzeni. Precyzyjne śledzenie orbity S301 może pozwolić wykryć takie efekty. W związku z tym astronomowie będą kontynuować obserwacje gwiazdy w kolejnych latach. Szczególnie istotne będą pomiary jej ruchu podczas następnych zbliżeń do Sagittarius A*. Najbliższa ważna okazja do zebrania danych nastąpi w 2031 roku.
Źródło: Nature
