Infrastructura astronomică europeană amplasată în Chile a făcut posibilă identificarea lui S301, cea mai rapidă stea cunoscută din Calea Lactee. Observată cu interferometrul Very Large Telescope al Observatorului European Austral, steaua atinge aproximativ 25.000 de kilometri pe secundă în timp ce orbitează Sagittarius A*, gaura neagră din centrul galaxiei. S301 se apropie de aceasta mai mult decât orice altă stea observată până acum, iar traiectoria sa ar putea oferi astronomilor o cale directă de a măsura rotația găurii negre. Rezultatele au fost publicate în revista Nature.
- S301 ajunge la peste 8% din viteza luminii în timpul trecerii sale celei mai apropiate de Sagittarius A*.
- Steaua încheie o orbită în 8,7 ani și se apropie la de 12 ori distanța dintre Pământ și Soare.
- Astronomii vor urmări următoarea apropiere, prevăzută pentru 2031.
- Observațiile ar putea permite măsurarea rotației găurii negre în următorii zece ani.
O orbită extrem de strânsă deschide un nou test al relativității
Sagittarius A* are o masă de aproximativ patru milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui. În apropierea sa maximă, S301 ajunge la o distanță comparabilă cu cea dintre Saturn și Soare și se deplasează de aproximativ 100.000 de ori mai repede decât un avion comercial.
Combinația dintre viteza foarte mare și apropierea de Sagittarius A* face din S301 prima stea cunoscută care ar putea fi folosită pentru măsurarea directă a rotației unei găuri negre.
Potrivit relativității generale, o gaură neagră aflată în rotație antrenează și deformează spațiul-timp din jurul său. Efectul, asociat precesiei Lense-Thirring, ar trebui să lase modificări treptate în orbita obiectelor apropiate. În cazul lui S301, distanța redusă față de Sagittarius A* ar putea face aceste schimbări suficient de mari pentru a fi detectate.
Stefan Gillessen, cercetător la Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră și coautor al studiului, a explicat că o asemenea măsurătoare ar reprezenta un test important al teoriei lui Einstein. Echipa speră să determine rotația găurii negre în următorul deceniu; în lipsa lui S301, urmărirea altor stele ar necesita, potrivit cercetătorilor, mai multe decenii.
Aceasta înseamnă că S301 nu este importantă doar prin recordul de viteză. Pentru astronomi, steaua funcționează ca o sondă naturală a unui mediu în care efectele gravitației pot fi urmărite prin mișcarea unui obiect vizibil.
Patru telescoape europene au lucrat ca un singur instrument
Detectarea stelei a fost dificilă: pe cer, S301 apare de două miliarde de ori mai puțin luminoasă decât Betelgeuse. Echipa a folosit VLTI de la Observatorul Paranal din Chile și instrumentul GRAVITY, modernizat ulterior sub numele GRAVITY+.
Interferometria combină lumina colectată de telescoape separate pentru a obține detalii pe care fiecare instrument nu le-ar putea distinge singur. În acest caz, lumina celor patru telescoape cu oglinzi de opt metri a fost reunită într-un telescop „virtual”, cu o rezoluție spațială de 15 ori mai mare decât cea a unui singur telescop de opt metri.
Pentru cercetarea europeană, descoperirea arată cum infrastructura ESO poate transforma urmărirea unei surse extrem de slabe într-un test al proprietăților spațiu-timpului.
Prima detectare a noii stele a avut loc în primăvara anului 2023. Observațiile ulterioare au permis restrângerea parametrilor orbitei, iar cercetătorii au reconstituit traseul acesteia până în 2017. Ultima apropiere maximă de Sagittarius A* s-a produs la începutul lui 2023.
Originea stelei ar putea fi într-un sistem binar destrămat
Stelele nu se pot forma atât de aproape de o gaură neagră masivă, potrivit cercetătorilor. Proprietățile orbitei indică astfel că S301 ar fi putut face parte dintr-un sistem binar ajuns în vecinătatea lui Sagittarius A*.
Scenariul analizat de echipă presupune că forțele mareice au separat cele două stele: S301 ar fi fost capturată gravitațional, iar companionul său ar fi fost proiectat cu viteză mare spre exterior, posibil suficient de repede pentru a părăsi galaxia. Este însă o explicație probabilă dedusă din orbită, nu o separare observată direct.
Următorul moment important este apropierea din 2031. Observațiile cu GRAVITY+ și cu instrumentul MICADO al viitorului Extremely Large Telescope vor urmări traseul lui S301. Înregistrarea a cel puțin două orbite complete ar trebui să ofere precizia necesară pentru încercarea de a determina rotația lui Sagittarius A*.
Credeți că testarea relativității prin orbita unei singure stele este mai importantă decât recordul de viteză stabilit de S301?
