Самая быстрая звезда, которую когда-либо видели, движется со скоростью 8% от скорости света

В центре нашей галактики сотни звезд вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры. Большинство из этих звезд имеют достаточно большие орбиты, поэтому их движение описывается ньютоновской гравитацией и законами движения Кеплера. Но некоторые вращаются так близко, что их орбиты могут быть точно описаны только общей теорией относительности Эйнштейна. Звезда с самой маленькой орбитой известна как S62. При ближайшем приближении к черной дыре она движется со скоростью более 8% от скорости света.

Сверхмассивная черная дыра нашей галактики известна как Стрелец A * (SgrA *). Это масса около 4 миллионов солнц, и мы знаем это благодаря звездам, вращающимся вокруг нее. На протяжении десятилетий астрономы отслеживали движение этих звезд. Вычислив их орбиты, мы можем определить массу SgrA *. В последние годы наши наблюдения стали настолько точными, что мы можем измерить больше, чем массу черной дыры. Мы можем проверить, верно ли наше понимание черных дыр .

Наиболее изученная звезда, вращающаяся вокруг SgrA *, известна как S2. Это яркая голубая гигантская звезда, которая обращается вокруг черной дыры каждые 16 лет. В 2018 году S2 максимально приблизился к черной дыре, что дало нам возможность наблюдать эффект относительности, известный как гравитационное красное смещение. Если вы подбросите мяч в воздух, он замедлится по мере подъема. Если вы направите луч света в небо, свет не замедлится, но гравитация заберет часть его энергии. В результате луч света становится смещенным в красную сторону, когда выходит из гравитационного колодца. Этот эффект наблюдали в лаборатории, но S2 дала нам возможность увидеть его в реальном мире. Конечно, при близком приближении свет S2 сменился на красный, как и предполагалось.

В течение многих лет считалось, что S2 является ближайшей звездой к SgrA *, но затем была открыта S62. Как недавно обнаружила группа ученых, эта звезда примерно в два раза массивнее Солнца, которая вращается вокруг черной дыры каждые 10 лет. По их расчетам, при максимально близком приближении его скорость приближается к 8% скорости света. Это так быстро, что в игру вступает замедление времени . Час на S62 продлится около 100 земных минут.

Из-за своей близости к SgrA *, S62 не следует по кеплеровской орбите. Вместо того, чтобы быть простым эллипсом, он следует за движением спирографа, при котором его орбита прецессирует около 10 градусов с каждым циклом. Такая релятивистская прецессия впервые наблюдалась на орбите Меркурия, но только как небольшой эффект.

Осенью 2022 года S62 еще раз приблизится к SgrA *. Это должно позволить астрономам проверить эффекты теории относительности даже более точно, чем близкое приближение S2.