W centrum naszej galaktyki znajduje się Sagittarius A* – supermasywna czarna dziura o masie ponad 4 milionów mas Słońca. Obiekt ten generuje niezwykle silne pole grawitacyjne, przyciągając do siebie przeróżne obiekty, a czasem także je pożerając. W rezultacie, wokół Sagittarius A* krąży cała gromada gwiazd (a może też i planet) – gwiazd pędzących przez przestrzeń kosmiczną z zawrotnymi prędkościami. Astronomowie odkryli właśnie najszybszą z nich.
Gwiazda rekordzistka
Wspomniana najszybsza gwiazda to S4714. Ta podróżuje wokół supermasywnej dziury z zawrotną prędkością wynoszącą 8% prędkości światła. Oznacza to, że w każdej sekundzie S4714 pokonuje około 24 tysiące kilometrów. W takim tempie byłaby w stanie okrążyć Ziemię w ciągu 1,5 sekundy. Niesamowite!
W jaki sposób S4714 została odnaleziona? Międzynarodowy zespół uczonych, którego praca 11 sierpnia ukazała się w czasopiśmie The Astrophysical Journal, wykorzystał instrumenty naukowe należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile, by zbadać obszary graniczące z Sagittarius A*. W przeszłości w ich obrębie odnaleziono wiele gwiazd, poruszających się wokół czarnej dziury po nietypowych orbitach.
Gwiazdy krążące wokół Sagittarius A* to tak zwane gwiazdy typu widmowego S. Poruszają się one po niesamowicie wydłużonych, eliptycznych orbitach – często na tyle blisko czarnej dziury, że bardzo trudno je wykryć.
Nie jeden, a wiele nowo odkrytych obiektów
Wspomniany zespół badaczy przeanalizował zdjęcia wykonane przez VLT między 2004 a 2016 rokiem i w ten sposób odnalazł aż pięć nowych gwiazd towarzyszących Sagittarius A* – S4711, S4712, S4713, S4714 oraz S4715, krążących wokół supermasywnej czarnej dziury rekordowo blisko. Cóż, gwiazdy te poddawane są działaniu naprawdę ekstremalnych sił.
Jedna z nowo odkrytych gwiazd, S4711 cechuje się spośród wszystkich gwiazd obiegających Sagittarius A* rekordowo krótkim okresem orbitalnym. Potrzebuje ona bowiem zaledwie 7,6 lat, by wykonać wokół czarnej dziury pełne okrążenie.
Zdjęcie przedstawiające supermasywną czarną dziurę – Sagittarius A* (zaznaczoną znakiem X) – oraz niektóre gwiazdy, które wokół niej krążą. Te gwiazdy to S2, S62 oraz S4711. | Źródło: Florian Peissker
Inna dopiero poznana gwiazda, wspomniana S4714, nie krąży wokół Sagittarius A* równie blisko, po równie krótkiej orbicie, ale za to z rekordową prędkością na poziomie 24 tysięcy kilometrów na sekundę. Dla porównania, poprzednia rekordzistka – S5-HVS1 – pokonuje w ciągu sekundy 1770 kilometrów.
Gwiazdy ściśnięte przez grawitację
Co ciekawe, zarówno S4711, jak i S4714 mogą być kandydatkami na tak zwane „squeezary”. „Squeezary” to hipotetyczne gwiazdy, zaproponowane niemal 20 lat temu, które zbliżyły się do czarnej dziury tak mocno, że zostały ściśnięte, spłaszczone przez generowane przez nią siły. Jeśli S4711 oraz S4714 rzeczywiście nimi są, mogą pomóc astrofizykom w zrozumieniu interakcji zachodzących między czarnymi dziurami i gwiazdami.
„Przynajmniej S4711 i S4714 są kandydatkami na squeezary.”, powiedział Florian Peissker z Uniwersytetu Kolońskiego, jeden z uczonych. „Powiedziałbym że jestem pewien co do S4711, ponieważ elementy jej orbity są zgodne z przewidywaniami Tala Alexandraz 2003 roku. W tym sensie S4711 jest pierwszym wykrytym squeezarem.”
W przyszłości badacze zamierzają dalej przyglądać się otoczeniu Sagittarius A*. Kto wie, czy jeszcze bliżej supermasywnej czarnej dziury nie krążą kolejne gwiazdy. Jeżeli krążą, to z czasem powinniśmy być w stanie je zobaczyć, zwłaszcza że na świecie powstają jeszcze potężniejsze teleskopy niż VLT, takie jak Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT).
Źródło: The Astrophysical Journal, fot. tyt. NASA/JPL-Caltech