ايتنا - کشف سریع‌ترین ستاره راه شیری؛ غولی که با سرعت ۲۵ هزار کیلومتر بر ثانیه به دور سیاهچاله می‌چرخد

اخترشناسان سریع‌ترین ستاره در کهکشان ما را یافته‌اند؛ ستاره‌ای که به قدری به سیاهچاله مرکزی آن نزدیک است که می‌تواند اثر چرخش سیاهچاله را احساس کند.

این ستاره که با نام «اس ۳۰۱» (S301) شناخته می‌شود، هنگام گردش به دور «کمان ای*» (*Sgr A)، سیاهچاله واقع در مرکز کهکشان ما، با سرعت ۲۵ هزار کیلومتر بر ثانیه در راه شیری حرکت می‌کند.

این ستاره بیش از هر ستاره دیگری که تاکنون مشاهده شده است، به آن سیاه‌چاله نزدیک می‌شود. راینهارد گنتسل، مدیر موسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک (MPE) و برنده جایزه نوبل، گفت که به همین دلیل، دانشمندان بر این باورند که این ستاره «به روی ویژگی‌های بنیادی فضا‌ــ‌زمان در این محیط بسیار سخت سیاهچاله‌ای، پنجره‌ای تازه می‌گشاید».

فلیکس مانگ، دانشجوی دکترا در موسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک (MPE) و نویسنده مقاله جدید درباره این سیاهچاله، می‌گوید: «ویژگی خاص این ستاره این است که در مداری بسیار فشرده به دور «کمان ای*» می‌گردد؛ تنها ۸.۷ سال طول می‌کشد تا یک دور کامل را طی کند و در نزدیک‌ترین حالت، فقط تا فاصله‌ای برابر با ۱۲ برابر فاصله زمین تا خورشید به سیاهچاله نزدیک می‌شود. چنین چیزی بی‌سابقه است.»

هنگامی که این [ستاره] از نزدیک‌ترین فاصله خود به سیاهچاله عبور می‌کند، سرعتش به ۱۰۰ هزار برابر سرعت یک هواپیمای تجاری، یا ۸ درصد سرعت نور، می‌رسد. این موضوع آن را به رکورددار سریع‌ترین ستاره در کهکشان ما تبدیل می‌کند.

و این البته تنها رکورد آن نیست، زیرا این ستاره همچنین در فاصله‌ای به دور سیاهچاله می‌گردد که بیش از هر ستاره دیگری به آن نزدیک است؛ فاصله‌ای معادل فاصله زحل تا خورشید ما. از آنجا که تا این اندازه نزدیک می‌شود، می‌توان از آن برای اندازه‌گیری چرخش سیاهچاله استفاده کرد.

دانشمندان بر این باورند که سیاهچاله ما، مانند تقریبا هر چیز دیگری در جهان، می‌چرخد. نظریه نسبیت عام اینشتین بیان می‌کند که سیاهچاله در حال چرخش فضا‌ــ‌زمان اطرافش را همراه با خود می‌کشد و مدار ستاره‌های نزدیک را نیز به دنبالش می‌کشاند.

این به معنای آن است که اخترشناسان می‌توانند از این ستاره برای اندازه‌گیری آن چرخش استفاده کنند و از یکی از نظریه‌های محوری درباره گیتی درک بهتری به دست آورند. اشتفان گیلسن، پژوهشگر موسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک (MPE) که او نیز در پژوهش جدید مشارکت داشت، گفت: «برای نخستین بار، واقعا می‌توانیم چرخش یک سیاهچاله پرجرم را به‌طور بسیار مستقیم اندازه‌گیری کنیم؛ موضوعی که یک آزمون کلیدی برای نظریه اینشتین خواهد بود.»

دانشمندان این ستاره را با استفاده از تداخل‌سنج تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا کشف کردند. این سامانه می‌تواند نور چهار تلسکوپ مختلف را با یکدیگر ترکیب کند تا یک تلسکوپ «مجازی» با قدرت تفکیک بسیار بیشتر ایجاد کند.

این امر به پژوهشگران امکان داد تا نخستین بار در سال ۲۰۲۳ این ستاره جدید را مشاهده کنند و از آن زمان تاکنون، به این امید که شناخت بهتری از مدار آن به دست آورند، آن را زیر نظر داشته‌اند. آن‌ها توانستند مسیر حرکت آن را تا سال ۲۰۱۷ رهگیری کنند و دریافتند که اوایل سال ۲۰۲۳ به نزدیک‌ترین فاصله خود از سیاهچاله رسیده است.

ماهیت این ستاره و این واقعیت که دانشمندان معتقدند ستاره‌ها نمی‌توانند در چنین فاصله نزدیکی از یک سیاهچاله شکل بگیرند، نشان می‌دهد که این ستاره زمانی بخشی از یک جفت ستاره بوده که کمان اِی* آن‌ها را از یکدیگر جدا کرده است. سپس «اس ۳۰۱» (S301) در دام گرانش سیاهچاله گرفتار شد و ستاره دیگر احتمالا با چنان نیرویی به بیرون پرتاب شد که انتظار می‌رود به‌طور کامل از کهکشان خارج شده باشد.

پژوهشگران امیدوارند بررسی این ستاره را، از جمله با تلسکوپ‌هایی که در آینده به کار گرفته خواهند شد، ادامه دهند. این ستاره سال ۲۰۳۱ بار دیگر به نزدیک‌ترین فاصله خود از سیاهچاله خواهد رسید. این زمان برای شناخت بهتر این ستاره و مسیر حرکت آن بسیار مهم خواهد بود و ممکن است سرانجام به دانشمندان امکان دهد چرخش سیاهچاله را بهتر بشناسند.

نتایج این پژوهش در مقاله‌ای جدید با عنوان «کشف ستاره‌ای حساس به چرخش کمان ای*» که در مجله نیچر (Nature) منتشر شد، گزارش شده است.