Учёные обнаружили звезду, которая по чрезвычайно вытянутой орбите вращается вокруг сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*, расположенной в центре нашей галактики Млечный путь. Звезда подходит к чёрной дыре на расстояние ближе, чем любая другая из известных; изучая её движение, астрономы смогут оценить угловой момент вращения Стрельца A*.
Источник изображения: eso.org
Новое открытие было сделано в рамках программы по работе с прибором GRAVITY на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории. Исследователи с 2017 года используют этот инструмент, чтобы отслеживать звёзды в непосредственной близости от Стрельца A*. В 2023 году он помог им обнаружить звезду, которая удалялась от чёрной дыры — этой звезде присвоили название S301. Дальнейшие подсчёты учёных показали, что в начале 2023 года она подошла к чёрной дыре намного ближе, чем любая другая из открытых ранее звёзд. Орбитальная модель показала, что для совершения полного оборота ей требуется всего 8,7 лет — более чем на три года меньше, чем любой другой в этом районе.
Орбита звезды чрезвычайно вытянута — это очень сплющенный эллипс. Эксцентриситет круга равен нулю, а любое значение больше единицы указывает на незамкнутую траекторию. Эксцентриситет S301 составляет 0,9832 — он указывает, что звезда находится на грани выхода из гравитационного притяжения Стрельца A*. Это приводит к удивительным последствиям. К примеру, в момент максимального сближения с чёрной дырой звезда движется со скоростью около 25 000 км/с или 8 % от скорости света. В этот момент S301 проходит в десять раз ближе к Стрельцу A*, чем ранее обнаруженная ближайшая звезда. По оценкам исследователей, это расстояние может составлять всего 11 астрономических единиц — ненамного дальше расстояния от Солнца до Сатурна. S301, предположительно, в 1,5 раза массивнее Солнца, и будь она крупнее, гравитация чёрной дыры её бы разрушила. Исследователи допускают, что S301 оказалась на этой орбите в составе системы из двух звёзд, которая подошла в Стрельцу A* слишком близко, и её компаньона выбросило из окрестностей чёрной дыры.
Исследователи установили, что у нас уже есть средства, способные отследить орбиту S301 с достаточной точностью, чтобы оценить момент вращения Стрельца A* на основе данных примерно за десятилетие. Дальнейшее повышение разрешения или более длительный срок дадут возможность изучить ещё более тонкие аспекты свойств сверхмассивной чёрной дыры, например, отклонение от идеальной сферы или наличие у Стрельца A* каких-либо дополнительных свойств, помимо спина, влияющих на её поведение. Само по себе открытие S301 может быть сродни разработке более точного инструмента для изучения сверхмассивной чёрной дыры.