Новая звезда S301 подошла к чёрной дыре Млечного Пути ближе всех

Астрономы нашли звезду, которая подходит к центральной чёрной дыре Млечного Пути ближе, чем любая ранее обнаруженная звезда, сообщил Ars Technica со ссылкой на исследование, опубликованное в среду в журнале Nature. Звезда получила название S301 и в момент максимального сближения подходит к Стрельцу А* примерно на 11 астрономических единиц, это близко к расстоянию от Сатурна до Солнца, разгоняясь там почти до 25 000 километров в секунду, более 8% скорости света.

Команда, работающая с инструментом GRAVITY на Very Large Telescope Европейской южной обсерватории, отслеживает звёзды рядом со Стрельцом А* с 2017 года. GRAVITY объединяет свет четырёх отдельных телескопов, добиваясь разрешающей способности одного телескопа диаметром 130 метров. Команда впервые заметила S301, удалявшуюся от чёрной дыры, в 2023 году, а затем несколько месяцев строила модель орбиты, достаточно точную, чтобы проследить положение звезды назад во времени и подтвердить наблюдение. Эта модель показывает, что максимальное сближение S301 произошло в начале 2023 года, на расстоянии примерно в 10 раз ближе к чёрной дыре, чем у предыдущего рекордсмена.

S301 совершает полный оборот за 8,7 года, больше чем на три года быстрее любой другой известной звезды рядом со Стрельцом А*. Эксцентриситет её орбиты составляет 0,9832 по шкале, где ноль описывает идеальный круг, а любое значение выше единицы означает, что объект полностью покидает своё гравитационное притяжение. Для сравнения, эксцентриситет орбиты Плутона составляет 0,25. Сама звезда примерно в 1,5 раза крупнее Солнца. Более крупная звезда на такой же траектории, вероятно, была бы разорвана гравитацией чёрной дыры в момент максимального сближения. Исследователи считают, что S301 попала на такую орбиту, будучи частью двойной звёздной системы, которая подошла слишком близко к Стрельцу А*, а её звезда-компаньон была полностью выброшена из окрестностей чёрной дыры.

• Расстояние максимального сближения со Стрельцом А*: около 11 астрономических единиц, примерно как от Сатурна до Солнца
• Скорость в момент максимального сближения: около 25 000 км/с, более 8% скорости света
• Орбитальный период: 8,7 года, самый короткий среди известных звёзд на такой близости к чёрной дыре
• Эксцентриситет орбиты: 0,9832 против 0,25 у Плутона
• Оценочная масса Стрельца А*: почти 10 в 37 степени килограммов

Согласно общей теории относительности, у чёрной дыры есть только два измеримых свойства помимо массы: спин и заряд, который невозможно измерить в принципе. Учёные предполагают, что Стрелец А* вращается, опираясь на регистрацию гравитационных волн от слияний других чёрных дыр, но никто ещё не измерял его вращение напрямую. Влияние спина на орбиту звезды ослабевает пропорционально кубу расстояния до чёрной дыры, поэтому звезда должна либо подходить крайне близко, либо наблюдаться крайне долго, прежде чем этот эффект станет заметен. Для большинства известных звёзд рядом со Стрельцом А* потребовались бы тысячи лет наблюдений, чтобы его выявить. Команда исследователей оценивает, что нынешние инструменты уже способны отслеживать S301 с точностью, достаточной для измерения спина примерно за десятилетие. Звезда превращается в рабочий инструмент для изучения чёрной дыры, которую ни один телескоп не может увидеть в деталях.

Открытие продолжает серию прорывов в космических исследованиях этого года, сделанных благодаря приборам, изначально созданным для других задач. Космический телескоп NASA «Роман», построенный в первую очередь для изучения тёмной энергии, оказался способен замечать опасные астероиды как побочный эффект широкого поля зрения. Это напоминание о том, что инструменты, созданные под одну научную задачу, продолжают находить применения, которые никто не планировал. GRAVITY создавался, чтобы улучшить изображения центра галактики, а не для поиска рекордных орбит, и в итоге может сделать для физики чёрных дыр больше именно благодаря второй задаче, а не первой.

Это не финансовый совет — только информация к размышлению.