Περί Αστέρων

[Δροσος Γεωργιος]

Το ταχύτερο άστρο του Γαλαξία μας

… περιφέρεται γύρω από την υπερμαζική μαύρη τρύπα του τόσο κοντά που «αισθάνεται» την περιστροφή της

Το άστρο S301 μπορεί να μας αποκαλύψει κάποια μυστικά της μαύρης τρύπας που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Μπορούμε να πούμε ότι τα άστρα του Γαλαξία κινούνται υπό την επίδραση του συνολικού βαρυτικού πεδίου του Γαλαξία και κατά μέσο όρο περιφέρονται γύρω από το κέντρο του. Για παράδειγμα ο Ήλιος μας κινείται με ταχύτητα 230 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο γύρω από το κέντρο του Γαλαξία(i), όπου βρίσκεται η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας ο Τοξότης Α* (Sagittarius A*).To άστρο S4714 που ανακαλύφθηκε το 2020 κατείχε το ρεκόρ ταχύτητας γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας με ταχύτητα 24.000 km/sec. Όμως σύμφωνα με πρόσφατη ανακοίνωση των αστρονόμων το ρεκόρ αυτό καταρρίφθηκε από το άστρο S301 που ανιχνεύθηκε με το Συμβολόμετρο του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου και φτάνει στα 25.000 km/sec καθώς κινείται γύρω από την υπερμαζική μαύρη τρύπα, τον Τοξότη Α*, η οποία έχει μάζα 4,2 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την μάζα του Ήλιου.Δεκαετίες προσεκτικής παρακολούθησης των άστρων που περιφέρονται γύρω από την κεντρική μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας οδήγησαν σε αυτή την πρωτοποριακή ανακάλυψη ενός πολύ υποσχόμενου άστρου. «Επειδή περιφέρεται τόσο κοντά στον Τοξότη Α*, το S301 ανοίγει ένα νέο παράθυρο στις θεμελιώδεις ιδιότητες του χωροχρόνου σε αυτό το ακραίο περιβάλλον μιας μαύρης τρύπας», λέει ο κάτοχος βραβείου Νόμπελ Reinhard Genzel.Αυτό που κάνει το S301 ξεχωριστό είναι ότι περιφέρεται γύρω από τον Τοξότη Α* σε μια πολύ κλειστή τροχιά, κάνοντας μόλις 8,7 χρόνια για να την ολοκληρώσει, και πλησιάζει την μαύρη τρύπα σε απόσταση μόλις 12 φορές την απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Κι αυτό είναι πρωτοφανές.Κατά την διάρκεια του κοντινότερου περάσματός του από τη μαύρη τρύπα, το άστρο κινείται με περίπου 25.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο – πάνω από το 8% της ταχύτητας του φωτός – καθιστώντας το τον κάτοχο του ρεκόρ για το ταχύτερο άστρο στον Γαλαξία μας. Το S301 πλησιάζει επίσης τον Τοξότη Α* περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο άστρο έχει παρατηρηθεί μέχρι τώρα, προσεγγίζοντας την μαύρη τρύπα σε απόσταση περίπου ίση με την απόσταση του Κρόνου από τον Ήλιο, με αποτέλεσμα να υφίσταται άμεσα τις επιδράσεις της περιστροφής της μαύρης τρύπας. Έτσι, το S301 γίνεται το πρώτο γνωστό άστρο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την άμεση μέτρηση της περιστροφής μιας μαύρης τρύπας.Όπως και με τα περισσότερα πράγματα στο σύμπαν μας, οι αστρονόμοι προβλέπουν ότι ο Τοξότης Α* περιστρέφεται. Σύμφωνα με την γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα παρασύρει τον χωροχρόνο μαζί της και τον συστρέφει, γεγονός που επηρεάζει τις τροχιές των γύρω άστρων. Η επίδραση γίνεται αισθητή πιο έντονα σε αντικείμενα που περιφέρονται σε κοντινή απόσταση γύρω από γρήγορα περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες.Με αυτό το άστρο οι αστρονόμοι ελπίζουν να μετρήσουν, μέσα στα επόμενα 10 χρόνια, την ιδιοπεριστροφή της μαύρης τρύπας. Χωρίς αυτό το άστρο, θα χρειαζόταν να μετρήσουν την κίνηση άλλων άστρων για αρκετές ακόμη δεκαετίες για να φτάσουν κάπως κοντά στη μέτρηση της περιστροφής της μαύρης τρύπας.Η ανακάλυψη του S301, το οποίο φαίνεται δύο δισεκατομμύρια φορές πιο αμυδρό από τον Μπετελγκέζ (το πορτοκαλί άστρο στον αστερισμό του Ωρίωνα) στον ουρανό, δεν ήταν εύκολη υπόθεση. Η ομάδα χρησιμοποίησε το VLTI, μια εγκατάσταση στο Αστεροσκοπείο Paranal του ESO στη Χιλή, και το όργανό του GRAVITY, το οποίο πλέον είναι γνωστό ως GRAVITY+ μετά από μια αναβάθμιση των υποδομών του. Η «υπερδύναμη» του VLTI έγκειται στην ικανότητά του να συνδυάζει το φως από τέσσερα τηλεσκόπια των 8 μέτρων για να δημιουργήσει ένα «εικονικό» τηλεσκόπιο με 15πλάσια χωρική ανάλυση σε σχέση με ένα μεμονωμένο τηλεσκόπιο 8 μέτρων.Με το GRAVITY, και αργότερα με το GRAVITY+, η ομάδα κατάφερε να ρίξει μια πρώτη ματιά στο νέο άστρο την άνοιξη του 2023 και έκτοτε το παρακολουθεί για να προσδιορίσει με ακρίβεια την τροχιά του. Μπόρεσε επίσης να ιχνηλατήσει το τροχιακό ιστορικό του S301 μέχρι το 2017, ανακαλύπτοντας ότι πραγματοποίησε την τελευταία του κοντινή προσέγγιση στην κεντρική μαύρη τρύπα στις αρχές του 2023. Οι τροχιακές ιδιότητες του S301 και το γεγονός ότι τα άστρα δεν μπορούν να σχηματιστούν τόσο κοντά σε μια τεράστια μαύρη τρύπα, δείχνουν ότι το άστρο ήταν πιθανότατα μέρος ενός δυαδικού αστρικού συστήματος που διαλύθηκε από τις παλιρροϊκές δυνάμεις του Τοξότη Α*. Σ’ αυτή τη διαδικασία, το S301 παγιδεύτηκε από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας, ενώ το άστρο-συνοδός του εκτοξεύτηκε με τεράστια ταχύτητα, πιθανότατα αρκετή για να εγκαταλείψει τον Γαλαξία μας.Η συνεχιζόμενη παρακολούθηση με το GRAVITY+, καθώς και με το όργανο MICADO στο επερχόμενο Υπερβολικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο (ELT) του ESO, θα είναι ζωτικής σημασίας για την ιχνηλάτηση της τροχιάς του S301 την επόμενη δεκαετία, καθώς θα πραγματοποιήσει το επόμενο κοντινό του πέρασμα το 2031. Η παρατήρηση τουλάχιστον δύο πλήρων τροχιών του S301 θα επιτρέψει τον προσδιορισμό της τροχιάς του με αρκετά υψηλή ακρίβεια ώστε να δοθεί στην ομάδα η δυνατότητα να υπολογίσει άμεσα την περιστροφή του Τοξότη Α* για πρώτη φορά.

 

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες:
● Milky Way’s fastest star orbits our supermassive black hole so closely it feels its spin
● Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A*