Звезда на пределе: как S301 проверяет теорию Эйнштейна у черной дыры
Звезда S301, 301-я в списке S-звезд, обращается вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец A* в центре Млечного Пути. Ее орбита — самая короткая из известных: полный оборот занимает 8,7 года. При этом траектория крайне вытянута: в ближайшей точке S301 проходит на расстоянии около 24 астрономических единиц от черной дыры — это между орбитами Урана и Нептуна, если бы Sag A* находилась в центре Солнечной системы. Скорость звезды в этот момент превышает 8% скорости света. Об этом сообщает портал Phys.org.
Такие параметры делают S301 самой релятивистской звездой из наблюдаемых. Уже зафиксирована прецессия ее орбиты — смещение перицентра примерно на 2° за каждый оборот. Для сравнения: у Меркурия аналогичный эффект, предсказанный общей теорией относительности (ОТО), составляет менее угловой секунды за столетие. Столь сильное отклонение позволяет изучать вторичные релятивистские эффекты — гравитационное красное смещение и поперечный эффект Доплера, которые ранее наблюдали только в лабораториях.
Особый интерес представляет проверка альтернатив ОТО. Теория Эйнштейна несовместима с квантовой механикой, и некоторые модели объединения предсказывают отклонения от ОТО в экстремальных условиях. Для S301 эти эффекты могут проявиться на уровне (v/c)² и (v/c)³, где v — скорость звезды. Влияние вращения черной дыры и взаимодействие с вращением самой звезды также становятся значимыми. Будущие телескопы, например Giant Magellan Telescope, смогут измерить спектр S301 с точностью, достаточной для регистрации эффектов второго и третьего порядка.
Пока наблюдения затруднены: центр Галактики скрыт облаками пыли, и в оптическом диапазоне звезда не видна. Даже в инфракрасном свете S301, похожая на Солнце, не слишком ярка. Астрономы могут отслеживать ее движение, но получить детальные спектральные данные пока не удается. Однако, как и в любых релятивистских исследованиях, это лишь вопрос времени.
