Astronomové objevili v centru Mléčné dráhy mimořádně rychlou hvězdu označenou S301. Kolem supermasivní černé díry Sagittarius A* oběhne za 8,7 roku a při největším přiblížení se pohybuje rychlostí přibližně 25 000 kilometrů za sekundu. To odpovídá více než osmi procentům rychlosti světla.

Objev popsal mezinárodní tým vedený K. Abd El Dayemem ve studii Discovery of a star sensitive to the spin of Sgr A*. S301 patří mezi takzvané S-hvězdy, které obíhají v bezprostředním okolí černé díry ve středu naší Galaxie. Sagittarius A* má hmotnost asi 4,3 milionu Sluncí.

Hvězda je slabým objektem hlavní posloupnosti a má být o něco hmotnější než Slunce. Astronomové ji poprvé zachytili na jaře 2023 pomocí přístroje GRAVITY, který propojuje dalekohledy Very Large Telescope Evropské jižní observatoře v Chile.

K černé díře se přiblíží na 24 astronomických jednotek

Dráha S301 je silně protáhlá. V nejbližším bodě se hvězda dostává přibližně 24 astronomických jednotek od černé díry. Jedna astronomická jednotka odpovídá průměrné vzdálenosti Země od Slunce.

Pokud bychom Sagittarius A* umístili na místo Slunce, S301 by při největším přiblížení prolétla oblastí mezi drahami Uranu a Neptunu. Přesto se stále nachází dostatečně daleko, aby ji slapové síly černé díry neroztrhaly.

Mimořádná rychlost a krátká vzdálenost způsobují, že se na její dráze výrazně projevují jevy předpovězené obecnou teorií relativity. Nejbližší bod dráhy se po každém oběhu posune přibližně o dva stupně. Podobné stáčení dráhy astronomové znají také u Merkuru, v jeho případě je však efekt nesrovnatelně slabší.

S301 může prozradit rotaci černé díry

Pohyb hvězdy umožní sledovat gravitační rudý posuv, příčný Dopplerův jev i další relativistické efekty. Největší význam S301 však spočívá v možnosti změřit rotaci Sagittarius A*. Rotující černá díra totiž podle Einsteinovy teorie strhává okolní časoprostor a nepatrně mění dráhy blízkých objektů.

Tento jev, známý jako Lenseho-Thirringova precese, se u dosud sledovaných hvězd projevuje příliš slabě. S301 se však dostává k černé díře podstatně blíže než známá hvězda S2. Podle autorů studie by proto mohla být na rotaci Sagittarius A* měřitelně citlivá už během následujícího desetiletí.

Pozorování komplikuje prach, který zakrývá střed Mléčné dráhy ve viditelném světle. S301 je navíc slabá i v infračervené oblasti. Její polohu a pohyb už astronomové sledovat dokážou, podrobnější spektroskopická měření však budou vyžadovat výkonnější techniku.