Hvězda S301 láme rekord: Kolem černé díry Mléčné dráhy se řítí 8 % rychlosti světla

Astronomové objevili dosud nejrychlejší známou hvězdu v Mléčné dráze, která obíhá supermasivní černou díru v centru naší galaxie. Tato slabá, dříve nepovšimnutá hvězda, označená jako S301, se kolem Sagittarius A* řítí rychlostí přesahující 8 procent rychlosti světla.

Astronomové objevili dosud nejrychlejší známou hvězdu v Mléčné dráze, která obíhá supermasivní černou díru v centru naší galaxie. Tato slabá, dříve nepovšimnutá hvězda, označená jako S301, se kolem Sagittarius A* řítí rychlostí přesahující 8 procent rychlosti světla. Vědci ji spatřili pomocí jednoho z nejvýkonnějších přístrojů, jaké kdy byly postaveny pro studium hustého hvězdného prostředí galaktického centra.

Podle výzkumu dosahuje hvězda ve svém nejrychlejším bodě přibližně 25 000 kilometrů za sekundu. Tato rychlost staví S301 výrazně před dosavadního držitele rekordu mezi hvězdami obíhajícími Sagittarius A*, supermasivní černou díru, která kotví jádro naší galaxie. Felix Mang, doktorand z Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku v Německu, uvedl, že S301 je výjimečná nejen svou rychlostí. Hvězda dokončí celou oběžnou dráhu kolem Sagittarius A* za pouhých 8,7 roku a v nejbližším bodě se k ní přiblíží na pouhých dvanáctinásobek vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem. Mang označil tuto kombinaci blízkosti a oběžné rychlosti za bezprecedentní mezi známými hvězdami v blízkosti galaktického centra.

Výzkumníci poprvé spatřili S301 v roce 2023 pomocí přístroje GRAVITY na interferometru Very Large Telescope Evropské jižní observatoře v Chile. Následně zpětně vysledovali dráhu hvězdy v dřívějších pozorováních z let 2021 a 2017. Vysoce protáhlá oběžná dráha hvězdy nabízí vodítko k tomu, jak se vůbec dostala tak blízko k Sagittarius A*. Vědci se domnívají, že S301 kdysi mohla patřit do binárního hvězdného systému, který se příliš přiblížil gravitaci černé díry. V takovém scénáři by Sagittarius A* zachytila S301, zatímco jejího společníka by vymrštila obrovskou rychlostí pryč. Tento násilný proces by mohl vysvětlit dnešní podivně protáhlou a vysokorychlostní dráhu hvězdy kolem černé díry.

Objev poskytuje astronomům nový nástroj pro zkoumání samotné černé díry, jejíž hmotnost je přibližně 4,3 milionu násobku hmotnosti Slunce. Obecná teorie relativity předpovídá, že rotující černá díra s sebou strhává časoprostor, což je efekt nazývaný strhávání referenčních soustav neboli Lense-Thirringova precese. Protože S301 obíhá tak blízko Sagittarius A*, toto zkreslení časoprostoru by mělo postupně měnit oběžnou dráhu hvězdy. Stefan Gillessen, spoluautor studie rovněž z Institutu Maxe Plancka, uvedl, že tyto změny by se mohly stát měřitelnými přibližně do deseti let. To by nabídlo přímý způsob, jak poprvé změřit spin masivní černé díry.

Astronomové plánují pokračovat ve sledování S301 pomocí přístroje GRAVITY+ a nakonec i pomocí Evropské jižní observatoře Extremely Large Telescope, která je v současné době ve výstavbě. Další blízký průlet hvězdy kolem Sagittarius A* se očekává v roce 2031. Pozorování zahrnující dvě celé oběžné dráhy by mohla konečně odhalit spin černé díry, což je klíčový test Einsteinovy teorie staré sto let. Výzkum byl publikován 19. srpna v časopise Nature.