微弱で以前は注目されていなかった恒星が、銀河系で最も速い恒星の称号を獲得しました。この恒星は光速の8%を超える速度で、私たちの銀河系の中心にあるブラックホールの周りを回っています。天文学者たちは、最も強力な機器の一つを使ってこの天体を観測し、現在S301と名付けられ、銀河中心の密集した恒星環境を研究しています。研究によると、この恒星は最も速い時に、約毎秒15,500マイル（25,000キロ）の速度に達します。この速度は、S301が人馬座A*の周りを回る恒星の中で保持されていた記録を大きく上回るものです。
独特な軌道
S301恒星の特殊な性質が銀河中心の動的な様子を明らかにする
ドイツのマックス・プランク外宇宙物理研究所の博士課程の学生、フェリックス・マンは、S301の特異性は速度だけではないと述べています。この恒星はわずか8.7年で人馬座A*の周りを一周します。最近の接近時には、その距離は地球と太陽の距離の12倍に過ぎません。マンは、この接近と軌道速度の組み合わせは、知られている銀河中心の恒星の中では前例がないと考えています。
研究者たちは2023年にチリにあるヨーロッパ南方天文台の大型望遠鏡干渉計のGRAVITY装置を使用してS301を観測しました。その後、2021年と2017年の初期観測データを追跡し、この恒星の運動軌跡を追いました。
伴星の捕獲
S301恒星の形成過程とブラックホールとの関連性
この恒星の高度に引き伸ばされた軌道は、なぜそれが人馬座A*にこれほど近づいているのかの手がかりを提供します。研究者たちは、S301がかつて二重星系に属していた可能性があり、そのためにブラックホールの重力に近づきすぎたと考えています。この場合、人馬座A*はS301を捕獲し、伴星を驚異的な速度で外に放出したとされます。この激しいプロセスは、今日この恒星がブラックホールの周りで示す奇妙な引き伸ばされた高速軌道を説明するかもしれません。
アインシュタインの理論の検証
S301の観測がブラックホールの回転理解を促進する
この発見は、天文学者に約430万倍の太陽質量を持つこのブラックホールを探査するための新しいツールを提供します。一般相対性理論は、回転するブラックホールがその回転によって時空の構造を引きずることを予測しており、この効果はフレームドラッグまたはレンズ・ティリングの順序進動と呼ばれます。S301が人馬座A*に非常に近い軌道で運行しているため、時空の歪みは時間と共に恒星の軌道を徐々に再形成します。この研究の共同著者で、同じくマックス・プランク研究所のステファン・ギレッセンは、これらの変化が約10年以内に測定可能になる可能性があり、これが大質量ブラックホールの回転を直接測定する初めての方法を提供すると述べています。
天文学者たちは、GRAVITY+装置を使用してS301を追跡し続け、最終的には現在建設中のヨーロッパ南方天文台の超大型望遠鏡を利用して観測する計画です。S301が人馬座A*に次回接近するのは2031年と予測されています。2つの完全な軌道を超えた観測は、最終的にブラックホールの回転を明らかにし、アインシュタインの百年理論に対する重要な検証となるでしょう。