اخترشناسان سریعترین ستاره شناختهشده در کهکشان راه شیری را کشف کردهاند که با سرعت سرسامآوری به دور سیاهچاله ابرپرجرم در قلب کهکشان میچرخد.
این ستاره که S301 نام دارد، با سرعت تقریبی ۲۵,۰۰۰ کیلومتر (۱۵,۵۰۰ مایل) بر ثانیه حرکت میکند که ۱۰۰,۰۰۰ برابر سریعتر از یک هواپیمای تجاری است. همچنین، این ستاره نزدیکترین ستاره شناختهشده به سیاهچاله مرکزی راه شیری، کمان ای* (Sagittarius A*) است که تقریباً به اندازه فاصله زحل تا خورشید به آن نزدیک میشود.
فلیکس مانگ، دانشجوی دکترا در مؤسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک (MPE) در گارچینگ آلمان و یکی از نویسندگان مطالعه منتشرشده درباره این یافتهها، اظهار داشت: «آنچه این ستاره را خاص میکند، این است که در مداری بسیار فشرده به دور کمان ای* میچرخد و تنها ۸.۷ سال طول میکشد تا یک دور کامل را طی کند. همچنین، این ستاره در فاصله تنها ۱۲ برابر فاصله زمین تا خورشید به سیاهچاله نزدیک میشود که بیسابقه است.»
نزدیکی شدید این ستاره به کمان ای* به این معنی است که میتواند پنجره جدیدی را به روی خواص بنیادی سیاهچاله و محیط افراطی اطراف آن باز کند.
مانند بسیاری از اجرام در آسمان شب، پیشبینی میشود سیاهچالهها نیز بچرخند. بر اساس نظریه نسبیت عام اینشتین، یک سیاهچاله چرخان، فضا-زمان را با خود میکشد و مدارهای ستارگان اطراف را منحرف میکند. این اثر تنها برای اجرام در حال چرخش به دور سیاهچالههای با چرخش سریع و در فاصله نزدیک، معنیدار است.
به نظر میرسد S301 ترکیبی عالی از یک مدار بسیار غیرعادی (نامتقارن) و بسیار فشرده دارد.
دکتر استفان گیلسن، دانشمند ارشد در MPE و یکی از نویسندگان این مطالعه که در مجله نیچر منتشر شده است، گفت: «برای اولین بار، ما واقعاً میتوانیم چرخش یک سیاهچاله پرجرم را به طور مستقیم اندازهگیری کنیم که این یک آزمون کلیدی برای نظریه اینشتین خواهد بود.»
پیش از این تصور میشد که برای تخمین چرخش کمان ای* (Sagittarius A*)، اندازهگیری حرکت چندین ستاره برای چندین دهه لازم است. دانشمندان توانستند مدار S301 را تا سال ۲۰۱۷ ردیابی کنند و با پیگیری آن در نزدیکترین گذر بعدیاش در سال ۲۰۳۱، امیدوارند دادههای کافی را به دست آورند.
مانگ گفت: «با این ستاره امیدواریم در ۱۰ سال آینده، چرخش سیاهچاله را اندازهگیری کنیم.»
این مشاهدات با استفاده از تداخلسنج تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO’s VLTI) در رصدخانه پارانال در شیلی انجام شد که نور چهار تلسکوپ ۸ متری را ترکیب میکند.
اگرچه این ستاره به طور غیرمعمولی به سیاهچاله مرکزی نزدیک است، انتظار نمیرود از افق رویداد آن، یعنی نقطهای که فراتر از آن اجرام هرگز نمیتوانند فرار کنند، عبور کند.
مانگ گفت: «سیاهچالهها به عنوان جاروبرقیهای کیهانی که هر چیزی را که به دستشان میرسد میبلعند، درک میشوند. اما این تنها یک جرم پرجرم است. تفاوت چندانی با چیزی که به دور خورشید میچرخد ندارد و در همین مدار باقی خواهد ماند.»
دکتر زیری یونسی، اخترفیزیکدان کالج دانشگاهی لندن، که در این مشاهدات دخالتی نداشت، گفت: «این کشف فوقالعاده مهمی است. بسیار هیجانانگیز است زیرا این جرم به طرز دیوانهواری به کمان ای* (Sagittarius A*) نزدیک میشود و در اوج خود، با حدود ۸ درصد سرعت نور حرکت میکند که شگفتآور است.»
یونسی گفت که استفاده از مدار این ستاره برای اندازهگیری چرخش سیاهچاله، تحولآفرین در درک تکامل کهکشان راه شیری خواهد بود.