Открыта самая быстрая звезда в Млечном Пути. Ее захватила сверхмассивная черная дыра

Астрономы обнаружили самую быструю звезду Млечного Пути – S301, которая обращается вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец A* в центре нашей Галактики. В момент максимального сближения она разгоняется примерно до 25 тысяч километров в секунду, что более 8 процентов от скорости света. При этом S301 подходит к черной дыре ближе любой другой известной звезды. Результаты наблюдений представлены в журнале Nature.

S301 совершает полный оборот вокруг черной дыры Стрелец A*, которая в 4 миллиона раз превосходит по массе Солнце, всего за 8,7 земных года. В 2023 году звезда прошла ближайшую к черной дыре точку орбиты, подойдя к ней на расстояние, сопоставимое с расстоянием от Солнца до Сатурна. Для сравнения, скорость S301 в этот момент примерно в 100 тысяч раз превышала скорость пассажирского самолета.

Обнаружить столь слабый объект удалось с помощью интерферометра Very Large Telescope Interferometer (VLTI) Европейской южной обсерватории (ESO) и инструмента GRAVITY, модернизированного до GRAVITY+. Четыре 8-метровых телескопа объединяют свет, создавая виртуальный телескоп с разрешением примерно в 15 раз выше, чем у одного телескопа такого размера. S301 примерно в два миллиарда раз слабее Бетельгейзе на земном небе.

Наблюдения начались весной 2023 года, однако исследователи смогли проследить движение звезды по архивным данным вплоть до 2017 года и восстановить ее орбиту. По мнению ученых, S301 не могла сформироваться непосредственно вблизи сверхмассивной черной дыры Стерелц A*. Вероятнее всего, она когда-то входила в двойную звездную систему, которая подошла слишком близко к гравитационному монстру. Приливные силы разорвали пару: одна звезда осталась связанной с черной дырой, а ее компаньон получил мощный гравитационный импульс и мог покинуть Млечный Путь.

Однако главное значение открытия связано не только с рекордной скоростью. Из-за экстремально тесной орбиты звезда S301 испытывает влияние вращения черной дыры. Согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна, вращающаяся черная дыра увлекает окружающее пространство-время за собой, изменяя движение объектов поблизости.

Астрономы рассчитывают использовать S301 для первого прямого измерения вращения Стрельца A*. Для этого необходимо продолжить наблюдения за звездой и проследить как минимум два полных оборота. Следующее тесное сближение S301 с черной дырой ожидается в 2031 году. Исследователи считают, что дальнейшие наблюдения с GRAVITY+ и будущим инструментом MICADO на Чрезвычайно большом телескопе (ELT) позволят значительно точнее определить параметры ее орбиты и впервые измерить спин сверхмассивной черной дыры в сердце Млечного Пути.