Астрономи знайшли зорю, що мчить навколо чорної діри зі швидкістю 25 000 км/с

Астрономи ідентифікували зорю S301, що обертається навколо надмасивної чорної діри Стрілець А* у центрі Чумацького Шляху. Об'єкт примітний екстремальною швидкістю: на пікових ділянках траєкторії він розганяється до 25 000 кілометрів за секунду — це приблизно 8% від швидкості світла.

S301 рухається по дуже тісній орбіті, роблячи повний оберт навколо чорної діри за 8,7 земного року. У найближчій точці зближення зоря підходить до Стрільця А* на відстань, що лише у 12 разів більша за дистанцію між Землею та Сонцем. Як зазначив аспірант Інституту позаземної фізики імені Макса Планка Фелікс Манг, така конфігурація є безпрецедентною.

Маса чорної діри, навколо якої обертається S301, оцінюється приблизно у 4,3 мільйона мас Сонця. Загальна теорія відносності передбачає, що обертання такого масивного об'єкта має захоплювати простір і час навколо себе — цей ефект відомий як прецесія Лензе-Тіррінга. Через надзвичайно близьке проходження зорі біля чорної діри викривлення її орбіти може стати помітним для вимірювань уже впродовж найближчих десяти років.

«Уперше в історії ми зможемо безпосередньо виміряти обертання надмасивної чорної діри, що стане ключовою перевіркою теорії Альберта Ейнштейна», — заявив співавтор дослідження Штефан Гіллессен з Інституту Макса Планка.

S301 дуже тьмяна, тому вперше її зафіксували лише у 2023 році за допомогою інструменту GRAVITY, що працює у складі Дуже великого телескопа-інтерферометра Європейської південної обсерваторії в Чилі. Згодом дослідники відстежили рух зорі в архівних даних спостережень за 2017 та 2021 роки.

Витягнута форма орбіти свідчить про драматичне минуле об'єкта. Науковці припускають, що S301 колись була частиною подвійної системи, яка підійшла занадто близько до Стрільця А*. Гравітація чорної діри розірвала пару: одну зорю вона захопила на власну орбіту, а другу викинула в міжзоряний простір з величезною швидкістю.

Результати дослідження опубліковані 19 серпня в журналі Nature. Астрономи продовжать спостереження за допомогою оновленого приладу GRAVITY+ та Надзвичайно великого телескопа Європейської південної обсерваторії, який зараз будують. Чергове максимальне зближення S301 із чорною дірою очікується у 2031 році. Спостереження, що охоплять два повні оберти зорі, мають дозволити визначити швидкість обертання Стрільця А* навколо своєї осі.