Рекордная скорость в космосе: астрономы обнаружили мчащуюся звезду со скоростью 25 тысяч км/с
Ученые обнаружили звезду S301 возле центра галактики, способную раскрыть вращение черной дыры Стрелец А*
В центре Млечного Пути обнаружили необычный объект, наблюдение за которым могут раскрыть одну из самых больших загадок физики черных дыр. Новая звезда облетает сверхмассивную черную дыру Стрелец А* ближе, чем любое другое известное светило.
Астрономы обнаружили в центре нашей галактики разгоняющуюся звезду до 25 тысяч километров в секунду - это почти 8 процентов скорости света. Самое удивительное не сама скорость, а место, где эта звезда вращается. Ученые считают, что она способна помочь разгадать одну из самых больших тайн сверхмассивной черной дыры в сердце Млечного Пути.
Как пишет издание Sciencenews, исследователи по проекту GRAVITY+ сообщили об открытии 19 августа в журнале Nature. Новая звезда получила название S301, и именно ее необычная орбита способна показать то, чего астрономы не могли измерить раньше.
Главная ценность открытия в том, что S301 вращается вокруг черной дыры Стрелец А* ближе любой другой известной звезды. Это дает ученым шанс впервые непосредственно измерить вращение черной дыры – одну из самых неосязаемых ее характеристик.
[МЕСТО ДЛЯ ФОТО: иллюстрация орбиты звезды S301 вокруг черной дыры Стрелец А*; Звезда S301 приближается к черной дыре всего на 1,7 миллиарда километров - чуть дальше расстояния между Сатурном и Солнцем]
По словам астронома Стефана Гиллессена из Института внеземной физики Общества Макса Планка в Германии, у находки огромный потенциал.
"Звезда, которую мы открыли, имеет такой большой потенциал, и мы все очень этим увлечены", - сказал астроном Стефан Гиллессен.
Звезду обнаружили с помощью коллаборации GRAVITY+, использующей Интерферометр сверхдальнего телескопа Европейской южной обсерватории. Этот инструмент способен видеть объекты в 4 миллиарда раз тусклее, чем человеческий глаз. Сама звезда примерно на 50 процентов больше Солнца, ее впервые зафиксировали на снимках 2023 года. Чтобы воспроизвести полную орбиту продолжительностью 8,7 лет, астрономы объединили два года новых наблюдений с архивными данными вплоть до 2017 года.
Орбита S301 чрезвычайно вытянута - в ближайшей точке звезда проходит всего в 1,7 миллиарда километров от черной дыры. На таком расстоянии вращение черной дыры должно постепенно изменять орбиту звезды. Именно отслеживая эти изменения на протяжении многих лет, ученые смогут наконец вычислить скорость вращения Стрельца А*, объясняет Гиллессен.
[МЕСТО ДЛЯ ФОТО: снимки центра Млечного Пути с обозначенными звездами; Ранее орбиты звезд помогли установить массу черной дыры - она в 4 миллиона раз больше массы Солнца]
Зачем нужно измерять спин черной дыры
Орбиты звезд уже помогли ученым вычислить массу Стрельца А* - она примерно в 4 миллиона раз превышает массу Солнца. Однако измерить вращение черной дыры значительно сложнее – для этого нужна звезда, подлетающая гораздо ближе.
Исследователей давно интересует вращение черных дыр, ведь оно помогает понять, как именно объект формировался и рос. По словам астрофизикини Лауры Бреннеман из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики, не участвовавшей в исследовании, быстрое вращение свидетельствует о том, что черная дыра поглощала материю равномерно и последовательно. Более медленное вращение, напротив, указывает на более хаотичное "питание". Вращение также влияет на джеты и ветры черной дыры, поэтому это важный элемент понимания того, как она влияет на окружающую галактику.
До сих пор вращение черных дыр измерялось лишь косвенно - через рентгеновское излучение газа вблизи них или гравитационные волны от столкновения двух черных дыр. Однако эти методы нуждаются в сложном моделировании и предположениях, из-за чего результаты часто вызывают споры среди ученых.
Астроном Кристофер Рейнольдс из Университета Мэриленда, не участвовавший в исследовании, отмечает, что косвенные методы остаются полезными, но дают лишь опосредованную картину. Новая звезда, по его словам, открывает возможность произвести гораздо более прямое измерение.
Точное измерение вращения черной дыры Млечного Пути также станет проверкой для теории относительности Эйнштейна. Вращение черной дыры предусмотрено общей теорией относительности, поэтому отсутствие вращения или превышения максимального предела, установленного теорией, стало бы серьезным вызовом для физики. Впрочем, ученые не ожидают такого сценария.
Следующее ближайшее сближение S301 с черной дырой состоится в 2031 году. Наблюдения по меньшей мере за двумя полными орбитами звезды дадут астрономам достаточно точности, чтобы впервые непосредственно определить скорость вращения сердца нашей галактики – открытие, которое может изменить понимание того, как черные дыры взаимодействуют с пространством и временем вокруг себя.
