За допомогою Дуже великого телескопа астрономи виявили найшвидшу зорю нашої Галактики, яка рухається навколо надмасивної чорної діри Стрілець A* у центрі Чумацького Шляху. Під час найближчого зближення з чорною дірою зоря розганяється до 25 тисяч кілометрів за секунду, або восьми відсотків від швидкості світла. Через близькість зі Стрільцем А* обертання зорі може залежати від обертання самої чорної діри, тож дозволить найточніше вивчити його властивості. Про знахідку розповіли на сайті Європейської південної обсерваторії, а дослідження опублікували в журналі Nature.
Як зоря допоможе виміряти швидкість обертання чорної діри?
Надмасивна чорна діра Стрілець A* у центрі Чумацького Шляху має масу близько 4,3 мільйона мас Сонця, але виміряти швидкість її обертання досі дуже складно. Обертання чорної діри викривляє простір-час навколо неї та впливає на рух близьких зір. Тому астрономи шукають зорі, які проходять максимально близько до Стрільця A* і рухаються достатньо швидко, щоб цей ефект можна було зафіксувати.
Одним із таких об’єктів стала зоря S301, яку виявили за допомогою інтерферометра GRAVITY на Дуже великому телескопі та за високоточними спостереженнями простежили її рух навколо Стрільця A*. Зоря має надзвичайно витягнуту орбіту й робить повний оберт приблизно за 8,7 року. Під час найближчого зближення з чорною дірою S301 підходить до неї приблизно на 1,78 мільярда кілометрів, що дорівнює приблизно 12 відстаням від Землі до Сонця. Саме така близька орбіта робить S301 цінною для дослідження чорної діри, адже науковці не знайшли підтвердження існуванню тих кандидатів у найближчі до Стрільця А* зорі, яких називали раніше. Астрономи змоделювали майбутній рух зорі S301 і показали, що зміни її орбіти, спричинені обертанням Стрільця A*, можуть стати помітними протягом наступного десятиліття.
Тому дослідники планують продовжувати спостереження за допомогою GRAVITY та майбутнього Надзвичайно великого телескопа Європейської південної обсерваторії. Наступне найближче зближення S301 із чорною дірою відбудеться у 2031 році. Якщо майбутні вимірювання будуть достатньо точними, S301 може стати першою зорею, за рухом якої вдасться безпосередньо визначити обертання надмасивної чорної діри. Крім того, незвичайна орбіта зорі може розповісти про її минуле: науковці припускають, що S301 могла колись бути частиною подвійної системи, яку гравітація Стрільця A* розірвала, залишивши одну зорю на орбіті навколо чорної діри, а її компаньйона викинувши з центру Галактики.
Що дізнавалися про чорну діру в центрі нашої Галактики
🌀 Обертання самого Стрільця А* виявилося на межі можливого: згідно з новою моделлю, чорна діра крутиться зі швидкістю 80-90 відсотків від максимальної. Виміряти цю властивість точніше допоможе нововідкрита зоря.
⚡️ Іншого кандидата в найшвидшу зорю Галактики зафіксували у 2020 році — зоря S4714 розігналася до 24 тисяч кілометрів на секунду, а її орбіта підходила до чорної діри ближче, ніж будь-яка відома до того.
📖 А про те, як Стрілець А* «з’їв» свою меншу сусідку з іншої галактики та як приховав це від астрономів, ми розповідали в матеріалі «Залишиться лише один».