Vedci z nemeckej univerzity v Kolíne nad Rýnom objavili doposiaľ najrýchlejšie sa pohybujúcu hviezdu. Zároveň je považovaná aj za hviezdu, ktorá sa v určitom bode svojej obežnej dráhy nachádza najbližšie k supermasívnej čiernej diere. Hviezda dostala pomenovanie S4714, je v našej galaxii a pohybuje sa rýchlosťou predstavujúcou 8 % rýchlosti svetla, informoval portál Sciencealert.

Až do nedávna bola za najrýchlejšie pohybujúcu sa hviezdu považovaná hviezda s názvom S62, ktorá sa v najbližšom bode priblíženia svojej orbity pohybuje rýchlosťou až 20 000 kilometrov za sekundu, čo predstavuje približne 6,7 % rýchlosti svetla. Nachádza sa 2,4 miliardy kilometrov od stredu supermasívnej čiernej diery Sgr A*, ktorú obletí raz za 9,9 roka.

NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI

Sgr A*

Sgr A* alebo tiež Sagittarius A* je supermasívna čierna diera nachádzajúca sa v strede Mliečnej dráhy. Jej hmotnosť sa odhaduje na neuveriteľných 3,7 miliónov hmotností Slnka s polomerom 6,8 miliárd kilometrov. Sgr A* je od Zeme vzdialená 26 000 svetelných rokov, čo ju robí najbližšie sa nachádzajúcou supermasívnou čiernou dierou.

Sgr A* v žiadnom prípade nie je monštruózny vesmírny požierač, ktorý každý deň nasaje ekvivalent nášho Slnka. To sa však nedá povedať o extrémne hmotnej čiernej diere objavenej v roku 2018, o ktorej sme ťa informovali v tomto článku.

Za supermasívne čierne diery sú považované všetky čierne diery, ktorých hmotnosť presahuje rádovo niekoľko miliónov až miliárd hmotností Slnka. Supermasívne čierne diery tiež oplývajú vlastnosťami, ktorými sa líšia od čiernych dier.

NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

Medzi tieto vlastnosti jednoznačne patrí ich relatívne nízka hustota, ktorá môže byť dokonca nižšia ako hustota vody. Ďalšou charakteristickou črtou sú aj slapové sily, ktoré sú v blízkosti horizontu udalostí výrazne slabšie oproti slapovým silám v čiernej diere.

Vďaka uvedeným vlastnostiam sú supermasívne čierne diery dokonalým miestom pre objavovanie hviezd pohybujúcich sa takmer rýchlosťou svetla, informoval Forbes.

Hviezdy blízko horizontu udalostí poskytujú ideálnu príležitosť pre overenie teórie relativity

Pozorovanie hviezd nachádzajúcich sa blízko horizontu udalostí čiernej diery vedcom tiež poskytuje ideálnu príležitosť na testovanie Einsteinovej všeobecnej teórie relativity. Tú sformuloval Albert Einstein v rokoch 1911 až 1916 a opisuje vzájomné pôsobenie priestoru a času  na jednej strane a hmoty na strane druhej.

Horizont udalostí predstavuje akúsi neviditeľnú hranicu medzi miestom, kde by teoreticky ešte mohol uniknúť predmet a miestom bez návratu. Inými slovami je to hranica v časopriestore, za ktorou udalosti nemôžu ovplyvniť vonkajšieho pozorovateľa. Často je tiež vysvetľovaný aj ako hranica, za ktorou je úniková rýchlosť čiernej diery väčšia ako rýchlosť svetla.

NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI

Azda najdlhšie pozorovanou hviezdou, pomocou ktorej vedci testovali teóriu všeobecnej relativity, je hviezda S2. Tá je od Sgr A* vzdialená  približne 18 miliárd kilometrov a po svojej orbite krúži rýchlosťou predstavujúcou 3 % rýchlosti svetla, teda zhruba 8993 km/s. Ďalšie dôležité informácie o tejto hviezde môžeš nájsť v tomto detailnom článku.

Vedci objavili až päť nových hviezd v okolí Sgr A*

Najnovšie však vedecký tím z univerzity z Kolína nad Rýnom objavil až päť hviezd nachádzajúcich sa ešte o niečo bližšie ako spomínané hviezdy. Novoobjavené hviezdy dostali pomenovanie  S4711, S4712, S4713, S4714 a S4715 . Podľa vedcov je z tejto pätice hviezd najzaujímavejšie pozorovať S4711 a S4714. Detailné informácie o svojom objave zvrejnili prostredníctvom The Astrophysical Journal.

Je možne, že by sa jednalo o ďalšie hviezdy, ktoré okolo seba strhávajú časopriestor? Na meranie javu nazývaného tiež Lense-Thirringov jav vedci nedávno využili družicu Gravity Probe B v hodnote 750 miliónov dolárov. S jej pomocou však merali inú dvojicu hviezd, ktorá okolo seba rotujú závratnou rýchlosťou.

Zobrazenie slapových síl, ktoré roztrhali hviezdu prechádzajúcej príliš blízko k čiernej diere NASA/CXC/M.Weiss; NASA/CXC/MPE/S.Komossa et al. (L); Optical: ESO/MPE/S.Komossa (R)

S4711 je hviezda so spektrálnou klasifikáciou B, čo znamená, že ide o pomerne chladnú hviezdu bielo-modrej farby.  Jej vek sa odhaduje na 150 miliónov rokov a okolo Sgr A* obehne raz za 7,6 roka. V bode najbližšieho priblíženia je od supermasívnej čiernej diery vzdialená 21,5 miliárd kilometrov.

Vzhľadom na svoju krátku orbitálnu periódu (čas potrebný, kým obehne Sgr A*) a vzdialenosť od Sgr A* je S4711 hviezda s najkratšou strednou vzdialenosťou k čiernej diere po celej svojej obežnej dráhe, ktorú sme doposiaľ objavili.

Druhou zo spomínaných hviezd je hviezda S4714, ktorá má dlhšiu orbitálnu periódu v porovnaní s S4711, ale jej dráha je mimoriadne excentrická (má tvar veľmi dlhej elipsy).

Excentricita je jedným z elementov dráhy opisujúcich pohyb kozmického telesa. Vyjadruje sa číselnou hodnotou medzi 0 a 1, kde 0 predstavuje dokonalú kruhovú dráhu a 1 neviazanú obežnú dráhu, ktorá je presne na hranici medzi elipsou a hyperbolou.

Vďaka svojej mimoriadne excentrickej obežnej dráhe s hodnotou 0,985 sa hviezda S4714 vo svojom najbližšom bode priblíženia nachádza iba 1,9 miliardy kilometrov od supermasívnej čiernej diery. V tomto bode sa dokáže pohybovať po orbite rýchlosťou až 24 000 kilometrov za sekundu.

Vôbec prvé objavené „squeezary“

Dve uvedené hviezdy sú zaujímavé aj z toho pohľadu, že sa jedná vôbec o prvých veľmi nádejných adeptov na takzvané „squeezary“, ktorých výskyt predpovedal v roku 2003 vedec Tal Alexander. Squeezary predstavujú hviezdy obiehajúce okolo supermasívnych čiernych dier po veľmi excentrických dráhach, pričom slapové sily pri každom prechode hviezdy premieňajú zlomok orbitálnej energie na teplo.

Ak sa potvrdí, že S4711 a S4714 sú naozaj squeezary, vedci budú mať jedinečnú príležitosť porozumieť interakciám, ku ktorým dochádza medzi supermasívnymi čiernymi dierami a hviezdami, pričom rovno overia aj všeobecnú teóriu relativity.

Tím vedcov sa taktiež domnieva, že v oblasti supermasívnej čiernej diery nachádzajúcej sa v centre Mliečnej dráhy, sa vyskytujú aj ďalšie ešte neobjavené hviezdy, ktoré sú pravdepodobne ešte rýchlejšie a bližšie ako S4711 a S4714.

Objavené hviezdy môžu tiež napomôcť pri vysvetlení doteraz nevysvetleného javu, pri ktorom sa čierna diera „reštartovala“. Pri tomto „reštarte“ prišla o svoju koronu avšak už po niekoľkých mesiacoch ju obnovila.