Астрономы обнаружили звезду, которая вращается вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути со скоростью 25 000 километров в секунду (скорость света примерно 300 000 км/с). Как сообщает журнал Science, это самая «быстрая» из всех известных звезд в галактике. Она получила название S301. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Звезда движется по вытянутой орбите и каждые 8,7 года приближается к черной дыре. S301 подходит так близко, что гравитационное поле черной дыры позволяет ей разогнаться до рекордной скорости. Благодаря наблюдениям за другими звездами, вращающимися вокруг центра Млечного Пути, исследователи ранее смогли обнаружить черную дыру и определить ее массу. Новое открытие, как надеются ученые, поможет понять второе ключевое свойство черной дыры — вращение.
Астрономы полагают, что все черные дыры вращаются. Об этом косвенно свидетельствуют гравитационные волны, создаваемые слиянием черных дыр, и вихревые струи, испускаемые некоторыми сверхмассивными черными дырами. S301 может помочь проверить общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, согласно которой вращающаяся черная дыра увлекает за собой пространство-время и искривляет орбиты звезд рядом с собой.
Астрономы из Института внеземной физики Макса Планка (MPE, Мюнхен, Германия) смогли обнаружить S301, используя Очень Большой Телескоп (Very Large Telescope, VLT) Европейской Южной Обсерватории — комплекс из четырех телескопов высотой 8,2 м, установленных на вершине горы в Чили. Используя инструмент под названием GRAVITY, команда объединила свет всех четырех зеркал, что позволило отслеживать звездные орбиты на расстоянии 27 000 световых лет.
Предыдущий рекорд скорости принадлежит звезде S2, которая находится от центра Млечного Пути примерно в 10 раз дальше, чем S301. Астрономы из MPE наблюдали за S2 с 1990-х годов. Они, а также другая группа ученых из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес, США) доказали, что орбита этой звезды может объясняться только сверхмассивной черной дырой. Это одно из открытий, за которое была вручена Нобелевская премия по физике 2020 года.
Изучение S301 также может помочь понять, как она, S2 и все остальные звезды типа S, расположенные близко к черной дыре в центре Млечного Пути, там оказались. «Это до сих пор оставалось загадкой, потому что звездообразование вокруг такой массивной черной дыры невозможно», — пояснил астроном MPE Феликс Манг, один из ведущих авторов исследования.
