Gwiazda S301 pędzi przy Sagittarius A*. To nowa próba dla teorii Einsteina

Astronomowie wytypowali gwiazdę, która krąży wokół supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* w centrum Drogi Mlecznej z prędkością przekraczającą 8 proc. prędkości światła. Obiekt oznaczony jako S301 może stać się jednym z najciekawszych "poligonów" do sprawdzania ogólnej teorii względności w skrajnie silnym polu grawitacyjnym.
Czarna dziura - wizualizacjaCzarna dziura - wizualizacja
Źródło zdjęć: © Wikimedia Commons
Radosław Kosarzycki

S301 należy do tzw. S-gwiazd, czyli grupy obiektów orbitujących bardzo blisko Sagittarius A*. Właśnie tak położone gwiazdy są szczególnie cenne dla naukowców, bo pozwalają obserwować efekty grawitacyjne w warunkach, których niemal nie da się odtworzyć w innych częściach galaktyki.

Gwiazda jest nieco cięższa od Słońca, a jeden obieg wokół supermasywnej czarnej dziury zajmuje jej 8,7 roku. Jej tor jest mocno wydłużony, a w momencie największego zbliżenia S301 podchodzi do Sagittarius A* na około 24 jednostki astronomiczne — to dystans porównywalny z odległością, jaka dzieli Urana i Neptuna od Słońca.

Największe wrażenie robi tempo ruchu S301: w pobliżu czarnej dziury osiąga ponad 8 proc. prędkości światła. Dzięki temu jej orbita staje się użytecznym narzędziem do sprawdzania przewidywań Einsteina. Udało się już zarejestrować precesję orbity, czyli przesuwanie się punktu najbliższego podejścia do czarnej dziury — zjawisko, które historycznie miało duże znaczenie także przy analizie ruchu Merkurego.


WIDEO
Czy ten obiekt to pierwszy odkryty egzoksiężyc? Jest pewien problem


W przypadku S301 każdemu pełnemu okrążeniu Sagittarius A* towarzyszy przesunięcie peryhelium o około 2 stopnie. Tak wyraźny sygnał ułatwia nie tylko śledzenie klasycznych efektów relatywistycznych, ale też wychwytywanie subtelniejszych zjawisk, takich jak grawitacyjne przesunięcie ku czerwieni oraz poprzeczny efekt Dopplera — dotąd szerzej potwierdzanych głównie w warunkach laboratoryjnych.

Badacze zakładają, że wraz z uruchomieniem silniejszych instrumentów obserwacyjnych możliwe będzie precyzyjniejsze badanie widma S301. Taka poprawa czułości mogłaby pomóc w wykryciu efektów drugiego i trzeciego rzędu, których występowanie przewidują niektóre alternatywy wobec ogólnej teorii względności.

Na dziś pomiary nie są proste: centrum Drogi Mlecznej zasłaniają chmury pyłu, a S301 — jako gwiazda zbliżona charakterem do Słońca — świeci dość słabo w podczerwieni. Mimo tych ograniczeń samo precyzyjne śledzenie jej położenia względem Sagittarius A* dostarcza kolejnych informacji o zachowaniu materii i o grawitacji w bezpośrednim sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury.

Wybrane dla Ciebie
ZACZEKAJ! ZOBACZ, CO TERAZ JEST NA TOPIE