S301: зоря, що розкриє таємницю обертання чорної діри
Астрономи виявили нову, раніше невідому зорю, яка рухається по надзвичайно швидкій та тісній орбіті навколо Стрільця A* — надмасивної чорної діри в центрі нашої Галактики. Цей об'єкт, отримав назву S301. Його унікальна траєкторія та швидкість руху роблять його ідеальним інструментом для вимірювання фундаментальних властивостей простору-часу поблизу чорної діри.
Екстремальні характеристики S301
Зірку S301 було виявлено у 2023 році за допомогою приладу GRAVITY на Дуже великому телескопі (VLTI) Європейської південної обсерваторії. Аналіз даних, зібраних починаючи з 2017 року, дозволив вченим відтворити повну траєкторію її руху.
Основні параметри об'єкта:
- Орбітальний період: повний оберт навколо чорної діри S301 здійснює всього за 8,7 року. Це найкоротший період серед усіх відомих зір у цій зоні.
- Швидкість: у найближчій точці до чорної діри швидкість зорі сягає вражаючих 25000 км/с, що становить понад 8% від швидкості світла.
- Маса: S301 є відносно невеликою зорею головної послідовності (типу Сонця) з масою приблизно 1,1–1,5M.
- Дистанція: під час перицентру (найближчої точки до чорної діри) S301 наближається до Стрільця A* на відстань, що становить лише 136–142 радіусів Шварцшильда.
Як S301 опинилася там?
Вчені припускають, що S301 могла бути частиною подвійної зоряної системи. Під час зближення з надмасивною чорною дірою спрацював так званий механізм Гіллса. У процесі цієї гравітаційної взаємодії одна зоря пари була викинута геть як «гіпершвидкісна зоря», а S301 була «захоплена» гравітацією Стрільця A* і опинилася на своїй теперішній, сильно витягнутій орбіті.
Чому це важливо для науки?
Головна цінність S301 полягає в тому, як вона реагує на гравітаційне поле чорної діри. Згідно із Загальною теорією відносності Айнштайна, чорна діра, що обертається, «тягне» за собою простір-час, створюючи ефект, відомий як гравітаційне захоплення (frame-dragging).
Оскільки S301 проходить надзвичайно близько до Стрільця A*, вона відчуває цей вплив сильніше за будь-який інший відомий об'єкт.
«Протягом десятиліть ми ретельно відстежували зорі навколо центральної чорної діри. S301 відкриває нове вікно у фундаментальні властивості простору-часу в цьому екстремальному середовищі», — зазначає професор Райнхард Генцель, лауреат Нобелівської премії та директор Інституту позаземної фізики Макса Планка.
Команда дослідників сподівається, що протягом наступних 10 років спостережень за цією зорею вдасться вперше прямо виміряти швидкість обертання Стрільця A*. Це дозволить перевірити теорії гравітації в умовах, які неможливо відтворити в лабораторних умовах на Землі.
Відкриття було опубліковано у науковому журналі Nature (серпень 2026 року).