az S301 a galaxis közepén található fekete lyuk körül száguld
Új rekordot állítottak fel a csillagászok: felfedezték a Tejútrendszer jelenleg ismert leggyorsabban mozgó csillagát. Az S301 jelű csillag a galaxisunk közepén található, mintegy 4,3 millió Nap-tömegű Sagittarius A* szupernagy tömegű fekete lyuk körül kering. A csillag legnagyobb sebessége megközelíti a 25 ezer kilométert másodpercenként, ami a fénysebesség több mint 8 százaléka.
25 ezer kilométer másodpercenként
Az S301 sebessége egészen nehezen elképzelhető.
A csillag a Sagittarius A* közelében, pályájának legközelebbi pontján körülbelül 25 000 km/s sebességgel halad. Ez nagyjából:
a fénysebesség 8 százaléka,
egy utasszállító repülőgép sebességének körülbelül 100 000-szerese,
másodpercenként több mint fél Föld-átmérőnyi távolság.
Az S301 nem egyszerűen gyors: az eddig ismert csillagok közül ez közelíti meg legjobban a Tejútrendszer központi fekete lyukát.
Rendkívül szoros pályán kering
Az S301 körülbelül 8,7 év alatt tesz meg egy teljes kört a Sagittarius A* körül. Pályája erősen elnyújtott, vagyis a csillag időnként sokkal távolabb kerül a fekete lyuktól, majd elképesztően közel halad el mellette.
A legközelebbi ponton mindössze körülbelül 1,78 milliárd kilométerre kerül a fekete lyuktól. Ez nagyjából 12-szerese a Nap és a Föld átlagos távolságának, és megközelítőleg a Nap–Szaturnusz távolságának felel meg.
Csillagászati léptékben ez rendkívül közeli találkozás.
De miért nem nyeli el a fekete lyuk?
A Sagittarius A* hatalmas tömegű fekete lyuk, de az S301 nem zuhan bele.
Ennek oka az, hogy a csillag nagy sebességű, kötött pályán kering körülötte. A gravitáció folyamatosan eltéríti a mozgását, miközben a csillag megfelelő sebességgel halad ahhoz, hogy ne zuhanjon közvetlenül a fekete lyukba.
Az S301 ráadásul egy viszonylag kis tömegű, főágú csillag lehet. A Nature tanulmánya szerint tömege nagyjából 1,5 naptömeg alatt lehet, és becslések szerint F-típusú csillag.
Einstein elméletét is próbára teheti
A felfedezés talán legérdekesebb része nem is maga a sebesség.
A kutatók azért tartják különlegesnek az S301-et, mert olyan közel kerül a Sagittarius A*-hoz, hogy mozgását már a fekete lyuk forgása által létrehozott téridő-hatás is befolyásolhatja.
Az általános relativitáselmélet szerint egy forgó fekete lyuk „magával húzza” a körülötte lévő téridőt. Ezt nevezik Lense–Thirring-hatásnak, illetve általánosabban a forgó fekete lyuk téridő-vonszolásának.
Az S301 ezért egy különleges természetes „mérőeszköz” lehet: a csillag pályájának rendkívül pontos megfigyelésével a kutatók a jövőben következtethetnek a Sagittarius A* forgására.
Fontos azonban: a fekete lyuk forgását még nem mérték meg közvetlenül az S301 segítségével. A jelenlegi eredmény azt mutatja, hogy a csillag mozgása alkalmas lehet erre a jövőbeni vizsgálatokban.
Hogyan találták meg?
Az S301-et az Európai Déli Obszervatórium, az ESO Very Large Telescope Interferometer (VLTI) rendszerével, azon belül a GRAVITY, illetve továbbfejlesztett GRAVITY+ műszerrel figyelték meg.
A kutatók először 2023-ban azonosították a rendkívül halvány csillagot a Sagittarius A* közelében.
Ezután 2024-ben és 2025-ben további megfigyeléseket végeztek, majd korábbi adatokban – többek között 2017-ből és 2021-ből – is vissza tudták keresni a csillag nyomait. Összesen 19 asztrometriai pozíció segített meghatározni a pályáját.
Ez azért különösen fontos, mert egyetlen felvételből nem lehetett volna megbízhatóan megállapítani, hogy pontosan milyen pályán mozog. A csillag több éven át történő követése tette lehetővé a pálya rekonstruálását.
Honnan kerülhetett oda?
A kutatók egyik érdekes felvetése szerint az S301 eredetileg egy kettőscsillag-rendszer része lehetett.
A Nature-ben megjelent tanulmány szerint a csillag erősen elnyújtott pályája összhangban lehet az úgynevezett Hills-mechanizmussal.
Ennek során egy kettőscsillag túl közel kerülhet egy szupernagy tömegű fekete lyukhoz, amelynek gravitációja szétszakítja a rendszert. Az egyik csillag a fekete lyuk körül kötött pályára kerülhet, míg a másik akár nagy sebességgel ki is lökődhet.
Ez azonban a kutatók által felvetett eredettörténet, nem olyan tény, amelyet már közvetlenül bizonyítottak.
Miért fontos ez a felfedezés?
Az S301 egy különleges természetes laboratóriumot biztosít.
A csillag rendkívüli sebessége és közelsége miatt lehetőséget ad arra, hogy a tudósok minden korábbinál pontosabban vizsgálják:
a gravitációt, a téridő görbületét és a forgó fekete lyuk környezetét.
A kutatók szerint a további megfigyelések és a jövőbeli, nagyobb érzékenységű műszerek segítségével akár a Sagittarius A forgási tulajdonságait is meghatározhatják.
A felfedezés egyben azt is mutatja, hogy a Tejútrendszer központja még mindig tartogat olyan objektumokat, amelyekről korábban nem tudtunk.
Egy csillag, amely a fekete lyuk „laboratóriumában” száguld
Az S301 jelenleg a Tejútrendszer leggyorsabban ismert csillaga.
Közel 25 ezer kilométeres másodpercenkénti sebességével olyan környezetben mozog, ahol Einstein relativitáselméletének hatásai már nem pusztán elméleti számítások: a csillag pályáján mérhető következményekkel járhatnak.
A következő évek megfigyelései ezért legalább olyan érdekesek lehetnek, mint maga a felfedezés:
az S301 segítségével a csillagászok egyre közelebb kerülhetnek annak megértéséhez, hogyan viselkedik a téridő egy forgó szupernagy tömegű fekete lyuk közvetlen környezetében.
Források
European Southern Observatory (ESO) – Milky Way’s fastest star orbits our supermassive black hole so closely it feels its spin
Nature – Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A*
Nature Portfolio – Astronomy: Star feels the spin of the Milky Way’s black hole
24.hu – Megtalálták a Tejút leggyorsabb csillagát
Svábhegyi Csillagvizsgáló – A Tejút leggyorsabb csillaga nagyon közel kering a központi fekete lyukhoz
Svábhegyi Csillagvizsgáló
PubMed / Nature – Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A
