Το S301 θεωρείται πλέον το ταχύτερα κινούμενο γνωστό άστρο. Όταν πλησιάζει περισσότερο τον Τοξότη Α*, τη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στην καρδιά του Γαλαξία, αναπτύσσει ταχύτητα περίπου 25.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, δηλαδή περίπου το 8% της ταχύτητας του φωτός.
Ένα άστρο σε ακραία τροχιά
Το S301 είναι περίπου 50% πιο ογκώδες από τον Ήλιο και εμφανίζεται περίπου πέντε φορές πιο φωτεινό. Το εντυπωσιακότερο χαρακτηριστικό του, όμως, είναι η τροχιά του γύρω από τον Τοξότη Α*.
Το άστρο ολοκληρώνει μία πλήρη περιφορά σε μόλις 8,7 χρόνια, ενώ στο κοντινότερο σημείο της τροχιάς του περνά σε απόσταση περίπου 12 φορές μεγαλύτερη από την απόσταση Γης-Ήλιου.
Πρόκειται για εξαιρετικά μικρή απόσταση σε αστρονομική κλίμακα και, σύμφωνα με τους ερευνητές, κανένα άλλο γνωστό άστρο δεν έχει παρατηρηθεί να πλησιάζει τόσο κοντά στην κεντρική μαύρη τρύπα.
Η τροχιά του δεν είναι κυκλική αλλά έντονα ελλειπτική. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητά του μεταβάλλεται σημαντικά κατά τη διάρκεια της περιφοράς του, με το μέγιστο να καταγράφεται όταν βρίσκεται στο πλησιέστερο σημείο προς τη μαύρη τρύπα.
Ένα εργαστήριο για τη θεωρία του Αϊνστάιν
Ο Τοξότης Α* έχει μάζα περίπου τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. Παρότι δεν μπορούμε να δούμε άμεσα μια μαύρη τρύπα, η συμπεριφορά των αντικειμένων που βρίσκονται κοντά της μπορεί να αποκαλύψει πολλά για τις ιδιότητές της.
Ένα από τα ζητήματα που ενδιαφέρουν ιδιαίτερα τους αστρονόμους είναι η περιστροφή της μαύρης τρύπας.
Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα μπορεί να προκαλεί ένα φαινόμενο γνωστό ως συρρίκνωση ή παρασυρμό του χωροχρόνου. Με απλά λόγια, η περιστροφή ενός τόσο μαζικού αντικειμένου επηρεάζει τον ίδιο τον χωροχρόνο γύρω του.
Η κίνηση ενός άστρου που βρίσκεται τόσο κοντά μπορεί επομένως να προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες για αυτό το φαινόμενο.
Οι αστρονόμοι θα παρακολουθούν το S301 για χρόνια
Η ομάδα των ερευνητών σχεδιάζει να συνεχίσει την παρακολούθηση του S301 τα επόμενα χρόνια.
Η ιδιαίτερα στενή τροχιά του και η τεράστια ταχύτητά του μπορούν να επιτρέψουν στους επιστήμονες να αναζητήσουν μικρές μεταβολές στην κίνησή του, οι οποίες ενδέχεται να αποκαλύψουν στοιχεία για την περιστροφή του Τοξότη Α*.
Η άμεση μέτρηση της περιστροφής μιας μαύρης τρύπας είναι εξαιρετικά δύσκολη. Οι μαύρες τρύπες δεν εκπέμπουν φως από το εσωτερικό τους και η βαρύτητά τους είναι τόσο ισχυρή ώστε ούτε το φως μπορεί να διαφύγει από τον ορίζοντα γεγονότων τους.
Για αυτόν τον λόγο, οι αστρονόμοι στρέφονται στην παρατήρηση των άστρων και άλλων αντικειμένων που κινούνται γύρω τους.
Πώς εντοπίστηκε το κοσμικό σπρίντερ
Η ανακάλυψη έγινε με τη βοήθεια του Very Large Telescope Interferometer (VLTI) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου.
Το σύστημα αποτελείται από τέσσερα μεγάλα τηλεσκόπια, τα οποία μπορούν να λειτουργούν συνδυαστικά. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται πολύ υψηλότερη ανάλυση από εκείνη που θα μπορούσε να προσφέρει ένα μόνο τηλεσκόπιο.
Η δυνατότητα αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική για την περιοχή γύρω από τον Τοξότη Α*, όπου τα άστρα βρίσκονται σε πολύ μικρές αποστάσεις μεταξύ τους και κινούνται με εξαιρετικά μεγάλες ταχύτητες.
Πώς βρέθηκε τόσο κοντά στη μαύρη τρύπα;
Ένα ακόμη μυστήριο αφορά την προέλευση του S301.
Οι επιστήμονες θεωρούν απίθανο να δημιουργήθηκε τόσο κοντά στον Τοξότη Α*. Το πιθανότερο σενάριο είναι ότι κάποτε αποτελούσε μέρος ενός δυαδικού συστήματος, μαζί με ένα δεύτερο άστρο.
Όταν το ζευγάρι πλησίασε αρκετά τη μαύρη τρύπα, οι τεράστιες βαρυτικές και παλιρροϊκές δυνάμεις του Τοξότη Α* πιθανότατα διέλυσαν το σύστημα.
Το ένα άστρο παγιδεύτηκε στην ισχυρή βαρυτική έλξη και κατέληξε στην εξαιρετικά στενή τροχιά που παρατηρούν σήμερα οι αστρονόμοι. Το δεύτερο, αντίθετα, ενδέχεται να εκτινάχθηκε με τόσο μεγάλη ταχύτητα ώστε να μπορέσει τελικά να εγκαταλείψει τον Γαλαξία.
Το S301 αποτελεί έτσι ένα μοναδικό κοσμικό εργαστήριο, καθώς η ακραία ταχύτητα και η πολύ κοντινή του τροχιά γύρω από τον Τοξότη Α* μπορούν να προσφέρουν νέες δυνατότητες για τη μελέτη της βαρύτητας, του χωροχρόνου και της συμπεριφοράς των μαύρων τρυπών.
