Otkrivena najbrža zvijezda u Mliječnom putu — mogla bi razotkriti tajne supermasivne crne rupe

U samom srcu naše galaksije, na udaljenosti od oko 27.000 svjetlosnih godina od Zemlje, nalazi se supermasivna crna rupa poznata pod imenom Sagittarius A*. Astronomi su dugo sumnjali da se ona rotira, ali to nikada nisu uspjeli potvrditi. Sada su, međutim, pronašli zvijezdu koja bi mogla promijeniti sve — neobično brz nebeski objekt koji se periodično približava ovom kosmičkom gigantu na izuzetno malu udaljenost.

Zvijezda, nazvana S301, kreće se izduženom, ovalnom putanjom oko crne rupe, pri čemu dostiže nevjerovatnu brzinu od približno 56 miliona milja na sat — što je otprilike osam posto brzine svjetlosti. To je čini najbržom zvijezdom ikada zabilježenom u Mliječnom putu. Rezultati istraživanja objavljeni su 19. avgusta u naučnom časopisu Nature.

"Zvijezda koju smo otkrili ima ogroman potencijal i svi smo zaista uzbuđeni zbog toga," izjavio je koautor studije Stefan Gillessen, astronom na Max Planck institutu za vanzemaljsku fiziku u Njemačkoj. Gillessen i njegove kolege detektirali su S301 koristeći interferometar Veoma velikog teleskopa Evropske južne opservatorije u Čileu, koji kombinuje svjetlost iz više teleskopa kako bi posmatrao izuzetno slabe astronomske objekte. Zvijezdu su uočili u blizini Sagittariusa A* u proljeće 2023. godine, a zatim prikupljali dodatna mjerenja tokom naredne dvije godine. Ti podaci su također kombinovani sa arhivskim posmatranjima koja datiraju iz 2017. godine.

Putanja poput švajcarskog željezničkog reda vožnje

Sagittarius A* ima procijenjenu masu koja je oko 4,3 miliona puta veća od mase našeg Sunca. Analize su pokazale da S301 ima izduženu orbitu, pri čemu se crna rupa nalazi na jednom krajnjem kraju te putanje. Kako se približava Sagittariusu A*, zvijezda ubrzava sve brže i brže, zatim pravi oštar zaokret oko crne rupe i ponovo se udaljava, usporavajući dok ne dođe do najudaljenije tačke. "Kada jednom poznajete orbitu, to je prilično nalik švajcarskom željezničkom sistemu. Stvari su tu precizno na vrijeme," opisao je Gillessen. Zvijezdi treba samo 8,7 godina da napravi potpuni krug oko crne rupe, a u tački najbližeg prolaza, dva objekta razdvaja svega 12 puta veća udaljenost od one između Zemlje i Sunca.

Ključ za mjerenje rotacije crne rupe

Upravo ta redovna blizina S301 supermasivnoj crnoj rupi čini je prvom poznatom zvijezdom koja bi mogla poslužiti za direktno mjerenje rotacije Sagittariusa A*. Einsteinova opća teorija relativnosti predviđa da rotirajuća crna rupa ujedno uvija prostor-vrijeme oko sebe, što bi trebalo uticati na orbite obližnjih zvijezda. "Zvijezda biva gurnuta na malo drugačiju orbitu svaki put kada prođe pored crne rupe," objasnio je Gillessen. Posmatranje te promjene tokom naredne decenije trebalo bi omogućiti timu da utvrdi rotaciju crne rupe — mjerenje koje je do sada bilo "nečuveno".

"Bez ove zvijezde, morali bismo mjeriti kretanje drugih zvijezda još nekoliko decenija da bismo se iole približili mjerenju rotacije crne rupe," naglasio je koautor studije Juan Osorno, astronom na Pariskoj opservatoriji. Takvo direktno mjerenje dodatno bi potkrijepilo Einsteinovu teoriju, ali bi također predstavljalo ogroman doprinos razumijevanju historije Mliječnog puta, kako je istakao Ziri Younsi, astrofizičar na University College London, koji nije učestvovao u istraživanju. S301 je, prema njegovim riječima, "nevjerovatno važno otkriće".

Odakle dolazi S301?

Prema istraživačima, ova izuzetno korisna zvijezda vjerovatno je nekada bila dio dvojnog zvjezdanog sistema. Međutim, nakon što su se previše približile Sagittariusu A*, crna rupa ih je svojom gravitacijom razdvojila. S301 je zadržana u bliskoj orbiti, dok je druga zvijezda najvjerovatnije izbačena daleko izvan galaksije. Otkriće S301 otvara novo poglavlje u proučavanju supermasivnih crnih rupa i moglo bi u narednoj deceniji donijeti odgovore na neka od najdubljih pitanja savremene astrofizike.