Nejrychlejší hvězda Mléčné dráhy obíhá těsně kolem černé díry. Vědci se diví, že existuje

Záhada z centra galaxie

Představte si objekt, který by dokázal urazit vzdálenost ze Země na Měsíc za pouhých 16 sekund. Právě takovou rychlostí se pohybuje hvězda označená jako S301, kterou vědci pozorují v bezprostřední blízkosti Sagittarius A* – supermasivní černé díry v srdci naší galaxie. Podle běžných astronomických modelů by přitom vůbec neměla existovat.

Sagittarius A* obsahuje hmotu odpovídající zhruba čtyřem milionům Sluncí. V jejím okolí panují tak extrémní gravitační podmínky, že by měly účinně bránit vzniku jakýchkoliv hvězd – oblaka plynu a prachu by zde černá díra prostě ihned roztrhala. Přesto S301 existuje a pohybuje se po dráze, která ji přivádí k černé díře blíž než jakoukoli jinou známou hvězdu.

Taneční partner, který přežil

Jak se tedy hvězda dostala na tak nebezpečné místo? Astronomové se domnívají, že S301 nebyla odjakživa sama. Pravděpodobně vznikla jako součást dvojhvězdy, která se k Sagittarius A* nebezpečně přiblížila. Když pár hvězd proletěl kolem černé díry, její gravitace působila jako gigantický kosmický prak.

Jeden z partnerů byl vystřelen do vesmíru takovou silou, že možná opustil Mléčnou dráhu navždy. S301 však při tomto dramatickém setkání ztratila energii a zůstala uvězněná na extrémně těsné oběžné dráze. Dnes obíhá černou díru jednou za 8,7 pozemského roku a v nejbližším bodě se k ní přibližuje na vzdálenost odpovídající zhruba dvanáctinásobku vzdálenosti Země–Slunce – což je přibližně tam, kde kolem našeho Slunce obíhá Saturn.

Nejrychlejší hvězda galaxie

V okamžiku, kdy S301 prolétává nejblíže k černé díře, dosahuje rychlosti přibližně 25 000 kilometrů za sekundu. To je zhruba stokrát rychleji než komerční letadlo a více než 8 procent rychlosti světla. Tato neuvěřitelná rychlost z ní činí nejrychlejší známou hvězdu v Mléčné dráze.

Přitom tento objekt není sám o sobě nijak výjimečný – jde o relativně malou hvězdu hlavní posloupnosti podobnou našemu Slunci, s hmotností mezi 1,1 až 1,5násobkem sluneční hmotnosti. Zřejmě ale právě díky své kompaktní velikosti není při těsném průletu slapově roztrhána, jak by se stalo větším hvězdným objektům.

Historický okamžik v roce 2031

Další těsné setkání S301 se Sagittarius A* v roce 2031 by mohlo znamenat průlom v našich znalostech o černých dírách. Astronomové plánují hvězdu pozorovat pomocí přístroje GRAVITY+ a nástroje MICADO na připravovaném Extrémně velkém teleskopu Evropské jižní observatoře.

Mimořádná přesnost těchto přístrojů by mohla výzkumníkům umožnit detekovat i ty nejmenší odchylky v dráze S301. Takové změny mohou odhalit účinky rotace Sagittarius A* a umožnit vědcům rotaci černé díry přímo změřit.

S301 tak není jen kosmickým rekordmanem – je to živoucí laboratoř, která nám může zprostředkovat nové poznatky o centru naší galaxie. Přestože je malá a její světlo velmi slabé, pro astronomy má obrovský význam.