یک ستاره با سریع‌ترین چرخش پیرامون سیاهچاله‌ی مرکزی راه شیری کشف شد

دانشمندان دریافته‌اند که یک ستاره با نام S4716 و سرعت شگفت‌انگیز ۸۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه، کوتاه‌ترین دوره‌ی مداری و سریع‌ترین چرخش را پیرامون سیاهچاله‌ی مرکزی کهکشان راه شیری دارد.

گستره‌ی وسیع جهان ما باعث می‌شود ستاره‌شناسان همیشه چیزی را پیدا کنند که قبلا هرگز ندیده‌اند. برای نمونه اخترشناسان به‌تازگی دو سیارک به اندازه‌ی اتوبوس را در حال حرکت به سمت زمین مشاهده کرده‌اند که از فاصله‌ای به میزان فقط یک چهارم فاصله‌ی زمین تا ماه، از کنار زمین عبور خواهند کرد.

به غیر از سیارک‌ها در منظومه‌ی شمسی، کهکشان ما هم برای ستاره‌شناسانی که به دنبال نشانه‌هایی از حیات در سیاره‌های دیگر هستند، مورد توجه است. درست در مرکز کهکشان راه شیری، یک سیاهچاله‌ی کلان‌جرم وجود دارد که به آن «کمان ای‌*» (*Sagittarius A) یا *Sgr A گفته می‌شود و حالا طبق پژوهش منتشر شده در «استروفیزیکال ژورنال» (Astrophysical Journal) دانشمندان ستاره‌ی تازه‌ای با نام S4716 را شناسایی کرده‌اند که با سرعتی شدید پیرامون آن می‌چرخد.

آنچه در مورد S4716 می دانیم

از مشاهدات انجام شده تاکنون، می دانیم که S4716 با سرعت ۸۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه یا ۲۹ میلیون کیلومتر بر ساعت، از نظر بازه‌ی چرخش، سریع‌ترین ستاره‌ای است که به دور *Sgr A می‌چرخد و مدار چرخش آن به دور سیاهچاله با قطر ۲۳.۵ میلیون کیلومتر تنها در مدت ۴ سال کامل می‌شود.

S4716 بخشی از گروه متراکم ستارگان دیگری است که به دور *Sgr A می‌چرخند و اخترشناسان از آن به عنوان خوشه‌ی S یاد می‌کنند. همه‌ی ستارگان این خوشه با سرعت بالایی حرکت می‌کنند اما از نظر جرم و روشنایی متفاوتند. ستاره‌ی دیگری در این خوشه که با نام S2 شناخته می‌شود، بیشتر معروف‌تر و البته بسیار بزرگ‌تر از S4716 است.

با این حال، چرخش S2 به دور سیاهچاله ۱۶ سال طول می‌کشد و به ۱۸ میلیارد کیلومتر به *Sgr A نزدیک می شود. در مقایسه، S4716 تا فاصله‌ی ۱۵۰ میلیون کیلومتری سیاهچاله می‌رسد، که حدود ۱۰۰ برابر فاصله میان زمین و خورشید است.

اما این ستاره سریع‌ترین ستاره‌ی خوشه‌ی S در مرکز کهکشان محسوب نمی‌شود. عنوان پرسرعت‌ترین در اختیار S4714 است که آن هم توسط پیسکر و همکارانش کشف شده است. این ستاره تا ۱.۹ میلیارد کیلومتر به سیاهچاله‌ی مرکزی راه شیری نزدیک می‌شود و سرعت آن به ۲۴۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه می‌رسد.

چرخش S7416 پیرامون مرکز راه شیری
Credit: Peissker et al., ApJ

کشف ستاره‌ای بسیار نزدیک به سیاهچاله می‌تواند درک ما را از تکامل کهکشان و ستارگان سریع‌السیر آن تغییر دهد. «مایکل زجاچک» (Michael Zajaček) اخترفیزیکدان دانشگاه ماساریک گفت: «مدار کوتاه‌مدت و فشرده‌ی S4716 کاملا گیج‌کننده است. ستاره‌ها نمی‌توانند به این آسانی در نزدیکی سیاه‌چاله شکل بگیرند. S4716 ناگزیر بوده است تا به سمت داخل حرکت کند. برای نمونه با نزدیک شدن به ستاره‌ها و اجرام دیگر در خوشه‌ی S، که باعث شده‌اند مدار آن به‌طور قابل توجهی کوچک شود.»

ستاره‌شناسان چگونه سریع‌ترین ستاره را شناسایی کردند؟

در حالی که S2 به ما در درک جزئیات بیشتر در مورد *Sgr A کمک کرده است، دارای نقص‌هایی هم هست. «فلورین پیسکر» (Florian Peissker) اخترفیزیکدان کلن آلمان خاطرنشان کرد: «S2 مانند یک شخص بزرگ که در یک سالن سینما جلوی شما نشسته است، رفتار می‌کند و دید شما را از آنچه مهم است، مسدود می‌کند. بنابراین نمای مرکز کهکشان ما اغلب توسط S2 پوشیده می‌شود.»

پیسکر و تیمش از داده‌های پنج تلسکوپ NIR2 و OSIRIS در رصدخانه‌ی کک هاوایی و تلسکوپ‌های SINFONI، NACO و تلسکوپ بسیار بزرگ «گرویتی» (GRAVITY) استفاده کردند و روش‌های تحلیلی خود را برای بیش از دو دهه اصلاح کردند تا دوره‌ی مداری S4716 را تأیید کنند زیرا وجود ستاره‌ای که در مداری پایدار، نزدیک و سریع در مجاورت یک سیاهچاله کلان‌جرم قرار بگیرد، کاملا غیرمنتظره بود.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از ستاره‌ای سریع پیرامون یک ابرسیاهچاله
Credit: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser

منابع: Interesting Engineering, Science Alert