ESO tisková zpráva: Nejrychlejší hvězda Mléčné dráhy obíhá kolem naší supermasivní černé díry tak blízko, že vnímá její rotaci

Nejrychlejší hvězda Mléčné dráhy obíhá kolem naší supermasivní černé díry tak blízko, že vnímá její rotaci

Astronomové objevili nejrychlejší známou hvězdu v naší galaxii, Mléčné dráze, která obíhá kolem černé díry v jejím středu. Hvězda s označením S301 byla detekována pomocí interferometru Very Large Telescope (VLTI) Evropské jižní observatoře (ESO) a při svém oběhu kolem černé díry o hmotnosti čtyř milionů slunečních hmot dosahuje rychlosti 25 000 km/s. Přibližuje se k němu více než jakákoli jiná dosud pozorovaná hvězda, a to tak blízko, že pociťuje účinky rotace černé díry.

„Desetiletí pečlivého sledování hvězd obíhajících kolem centrální černé díry naší galaxie, Sagittarius A*, vedlo k tomuto průlomovému objevu velmi slibné hvězdy. Protože obíhá tak blízko Sagittarius A*, otevírá S301 nové okno k základním vlastnostem časoprostoru v tomto extrémním prostředí černé díry,“ říká nositel Nobelovy ceny Reinhard Genzel, ředitel Max-Planckova ústavu pro mimozemskou fyziku (MPE) v Garchingu v Německu a zakládající člen spolupráce, která provedla tato nová pozorování.

„Zvláštností této hvězdy je, že obíhá kolem Sagittarius A* po velmi těsné oběžné dráze, jejíž oběh trvá pouhých 8,7 let, a přibližuje se k černé díře na vzdálenost pouhých 12násobků vzdálenosti Země od Slunce. To je bezprecedentní,“ říká Felix Mang, doktorand na MPE a autor studie zveřejněné dnes v časopise Nature.

Při svém nejbližším průletu kolem černé díry se hvězda pohybuje rychlostí přibližně 25 000 kilometrů za sekundu – což je 100 000krát rychleji než komerční letadlo, aneb více než 8 % rychlosti světla – a stává se tak držitelkou rekordu nejrychlejší hvězdy v Mléčné dráze. S301 se také přibližuje k Sagittarius A* více než jakákoli jiná dosud pozorovaná hvězda, a to přibližně na vzdálenost Saturnu od Slunce. [1] Vzhledem k tomu, že se S301 dostává tak blízko k Sagittarius A*, je to první známá hvězda, kterou by bylo možné použít k přímému měření rotace černé díry.

Stejně jako u většiny jevů v našem vesmíru astronomové předpokládají, že se Sagittarius A* otáčí. Podle Einsteinovy obecné teorie relativity rotující černá díra s sebou strhává časoprostor a deformuje jej, což ovlivňuje dráhy okolních hvězd. Tento efekt je silněji patrný u objektů obíhajících kolem rychle rotujících černých děr zblízka.

„Pomocí této hvězdy doufáme, že v příštích 10 letech změříme rotaci černé díry,“ říká Mang. Výzkumník z MPE Stefan Gillessen, který rovněž sehrál vedoucí roli v nové studii, dodává: „Poprvé bychom byli skutečně schopni velmi přímo změřit rotaci masivní černé díry, což by byl klíčový test Einsteinovy teorie.“ Juan Osorno, astronom z LIRA Observatoire de Paris–PSL ve Francii, který rovněž sehrál v této studii klíčovou roli, dodává: „Bez této hvězdy bychom museli ještě několik desítek let měřit pohyb jiných hvězd, abychom se alespoň přiblížili k měření rotace černé díry.“

Objev hvězdy S301, která je na obloze o dvě miliardykrát slabší než Betelgeuse (oranžová hvězda v souhvězdí Orionu), nebyl snadný úkol. Tým využil VLTI, zařízení v observatoři ESO Paranal v Chile, a jeho přístroj GRAVITY, který se po modernizaci infrastruktury nyní nazývá GRAVITY+. [2] Síla systému VLTI spočívá v jeho schopnosti kombinovat světlo ze čtyř 8metrových dalekohledů a vytvořit tak „virtuální“ dalekohled s 15násobným prostorovým rozlišením oproti jedinému 8metrovému dalekohledu.

„Paranal je na celém světě jediným místem, kde lze provádět tento typ pozorování, protože žádná jiná observatoř na světě nedisponuje čtyřmi osmimetrovými dalekohledy, které mohou společně fungovat jako interferometr,“ říká spoluautor studie Frank Eisenhauer, vedoucí výzkumník projektu GRAVITY+ a ředitel MPE.

Zdroj: ESO Press Release

Původní název: Milky Way's fastest star orbits our supermassive black hole so closely it feels its spin

Kredit: ESO

Text a obrazový materiál: ESO, použito podle podmínek Creative Commons Attribution 4.0.