Gwiazda S301 bije rekord prędkości. Niezwykle blisko Sagittarius A* 

S301 przyciągnęła uwagę badaczy przede wszystkim dlatego, że jej ruch w bezpośrednim sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury może posłużyć do sprawdzenia podstawowych praw fizyki w warunkach skrajnych. Trajektorię gwiazdy śledzono z wykorzystaniem interferometru VLTI działającego w Europejskim Obserwatorium Południowym.

Z ustaleń międzynarodowego zespołu wynika, że S301 obiega Sagittarius A* po wyjątkowo ciasnej orbicie. Pełny cykl zajmuje jej 8,7 roku, a w punkcie największego zbliżenia znajduje się w odległości dwunastokrotnie większej niż dystans dzielący Ziemię i Słońce. Tak bliskie przejścia sprawiają, że na ruch gwiazdy zaczyna oddziaływać także rotacja czarnej dziury.

W czasie najbliższego podejścia do centrum Drogi Mlecznej S301 osiąga prędkość do 25 000 km/s, co odpowiada ponad 8 proc. prędkości światła. To tempo jest około sto tysięcy razy większe niż prędkość typowego samolotu pasażerskiego, a sama gwiazda staje się dzięki temu rekordzistką w naszej galaktyce.

Naukowcy zwracają uwagę, że tak mały dystans dzielący S301 od Sagittarius A* daje rzadką możliwość bezpośredniego określenia tempa rotacji czarnej dziury. Zgodnie z przewidywaniami teorii Einsteina wirujące czarne dziury mają zniekształcać czasoprzestrzeń wokół siebie, przez co zmieniają się tory obiektów poruszających się w ich pobliżu. Choć zjawisko było dotąd opisywane teoretycznie, brakowało sposobu na obserwacje o porównywalnej dokładności.

Zespół prowadzi obserwacje S301 od 2017 r. Pierwszy kompletny zapis jej trajektorii udało się uzyskać dwa lata temu dzięki instrumentowi GRAVITY, a następnie przy wsparciu zmodernizowanego systemu GRAVITY+. Pozwoliło to wskazać prawdopodobny scenariusz powstania obecnej orbity: S301 mogła zostać "wyrwana" z układu podwójnego podczas silnego oddziaływania z czarną dziurą, natomiast jej towarzysz został wyrzucony poza galaktykę.

W planach są dalsze badania z użyciem instrumentu MICADO, który ma pracować na budowanym Ekstremalnie Wielkim Teleskopie (ELT). Badacze zakładają, że analiza następnych obiegów S301 może w nadchodzących latach przynieść przełom w pomiarach spinów supermasywnych czarnych dziur. Szczególnie istotne będzie następne rekordowo bliskie przejście gwiazdy obok Sagittarius A*, spodziewane w 2031 r.