TechtudSzerző: magyarnemzet 2026. 09. 01. 5 percnyi olvasás
Hihetetlenül gyors, a fénysebesség nyolc százalékával száguldó csillagot fedeztek fel.
A galaxis szívében fekvő szupermasszív fekete lyuk közvetlen tőszomszédságában egy olyan rendkívüli, egyedi tulajdonságokkal rendelkező csillagot fedeztek fel az asztronómusok, amelynek megfigyelése lehetővé teszi az univerzum legbizarrabb objektumai, a fekete lyukak természetének a jobb megértését is.
Az újonnan felfedezett csillag, az S301 katalógusjelű objektum a mérések szerint 25 000 km/másodperc végsebességgel halad, ez pedig nagyjából a fénysebesség nyolc százalékának megfelelő sebességérték.
A vákuumbeli fénysebesség az egyik legalapvetőbb fizikai állandó, az elektromágneses hullámok terjedési sebessége. Pontos értéke 299 792 458 m/sec bármilyen vonatkoztatási rendszerben. Jelenlegi ismereteink szerint egyetlen kölcsönhatás sem terjedhet gyorsabban a fény sebességénél.
De az igazi szenzáció a csillag helyzete – írja a Nature tudományos szakfolyóirat augusztus 19-i számában megjelent tanulmányában a publikációt jegyző tudóscsoport.
Az S301 ugyanis a mindeddig ismert legközelebbi csillag a Sagittarius A*-hoz, vagyis a Tejútrendszer középpontjában rejtőző hatalmas szupermasszív fekete lyukhoz.
A Sagittarius A* egy nagyon fényes és kompakt rádióforrás a Tejútrendszer magjában, ami a Földről nézve a Nyilas és a Skorpió csillagkép határához közeli területen fekszik. A megfigyelések alapján ma már tudományosan bizonyított tény, hogy a Sagittarius A*-hoz nagyon közel egy szupermasszív, azaz hatalmas fekete lyuk található, amelynek tömegét Gillessen és társai 4,31 ± 0,38 millió naptömegre teszik. Az Eseményhorizont Távcsőrendszer segítségével öt és fél évig tartó munkával 2022 -ben először sikerült felvételt készíteni a Sagittarius A* szupermasszív fekete lyukról, pontosabban az annak közvetlen környezetében lévő akkréciós korongról.
„A felfedezett csillag hatalmas (tudományos) potenciállal rendelkezik, ezért mindannyian nagyon izgatottak vagyunk” – mondja Stefan Gillessen kutatócsillagász, a garchingi Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézet) munkatársa, akit a Science News tudományos hírportál idéz.
Az S301 rendkívüli közelsége a Sagittarius A*-hoz ugyanis lehetőséget ad a fekete lyukak egyik legnehezebben meghatározható jellemzőjének, a sajátperdületnek vagy saját-impulzusmomentumnak, azaz a spinnek a megmérésére, ami nagyban elősegítheti a fekete lyukak fizikájának jobb megértését.
A spin a kvantummechanikai részecskék perdületének egyik összetevője. A másik összetevő a pályaperdület ami a klasszikus fizikából ismert perdület vagy impulzusnyomaték, azaz egy test forgási mozgásállapotát jellemző vektormennyiség kvantummechanikai megfelelője és ami a részecskék térbeli forgó mozgását jellemzi. A spin független a részecskék térbeli mozgásától, aminek a klasszikus mechanikában nincs is megfelelője.
Az S301 jelű új csillagot a GRAVITY+ együttműködés kutatási projekt fedezte fel, amely az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Teleszkópjának (VTL) interferométerét használja a szabad szemmel láthatónál 4 milliárdszor halványabb objektumok vizsgálatára. A csillag körülbelül 50 százalékkal nagyobb mint a Nap.
Először egy 2023-ban készült felvételen figyeltek fel a különleges objektumra. A csillag 8,7 éves keringési idejének, illetve a pályájának feltérképezéséhez a csillagászok két egymást követő év megfigyelési adatait kombinálták a 2017-ig visszamenőleg gyűjtött adatok összevetésével.
Az S301 egy rendkívül megnyújtott excentrikus pályán kering, amelynek a legközelebbi pontján mindössze 1,7 milliárd kilométer távolságra van a Sagittarius A*-tól, alig messzebb, mint a Szaturnusz és a Nap közötti távolság.
Ezen a távolságon a fekete lyuk forgásának következtében idővel finoman meg kellene változnia a csillag pályájának.
Az S301 pályájának éveken át tartó nyomon követésével a tudósok végül elegendő adattal fognak rendelkezni ahhoz, hgy meghatározhassák a szupermasszív fekete lyuk perdületét – mondja Stefan Gillessen.
A galaxis közepén fekvő szupermasszív fekete lyukhoz relatíve közel fekvő csillagok pályájának vizsgálata már hozzásegítette a tudósokat a Sagittarius A* tömegének kiszámításához, ami körülbelül 4 milliószorosa a Nap tömegének, de a spin megméréséhez ezeknél egy sokkal közelebbi csillagra volt szükség, amire most az S301 látszik a legmegfelelőbb jelöltnek.
A kutatókat azért érdekli a fekete lyukak spinjeinek behatóbb vizsgálata, mert ez elősegítheti a fekete lyukak növekedésének a jobb megértését.
A gyors forgás arra utal, hogy a fekete lyuk rendszeresen anyagot kebelez be magába a környezetéből – mondja Laura Brenneman, a massachusettsi Cambridge-i Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ asztrofizikusa, aki nem vett részt a tanulmányban. A lassabb forgás viszont azt mutatja, hogy egy kaotikusabb környezet táplálja a fekete lyukat.
Nagyon nagy tömegű vagy szupermasszív fekete lyukaknak azokat a fekete lyukakat nevezik, amelyek tömege százezer és tízmilliárd naptömeg között van. Az új kutatások szerint a legtöbb galaxis magjában egy -egy szupermasszív fekete lyuk található.
A fekete lyukakat szokás az anyag, illetve a téridő elfajult állapotaként is emlegetni. A fekete lyuk a jelenleg érvényes definíció szerint a téridő olyan tartománya, ahol mindent felülír az erős gravitáció, ezért a fekete lyuk eseményhorizontján túlról sem a fény, sem pedig más információ nem tud kiszabadulni. A fekete lyuk azonban nem valódi égitest, mivel nincs belső szerkezete, kifelé pedig csak a tömege, a töltése és a perdülete nyilvánul meg.
A csillagászok úgy gondolják, hogy a forgás sebessége befolyásolja a fekete lyuk kifújását és szeleit is, éppen ezért a spin tanulmányozása hasznos lehet a fekete lyuknak a galaxisa környezetére gyakorolt hatásainak a megértésében.
Egy fekete lyuk spinjét közvetve is meg lehet mérni a fekete lyukak közelében lévő gázok által kibocsátott röntgensugarak és két fekete lyuk ütközésekor keletkező gravitációs hullámok tanulmányozásával. Ezek a módszerek azonban messze nem tökéletesek, mivel modellezést és hipotetikus feltételezéseket is igényelnek, ami miatt vitatott lehet, hogy helyes-e a spin így kapott értéke.
„Véleményem szerint ezek viszonylag jó mérések, csak közvetettek” – mondja Christopher Reynolds, a Marylandi Egyetem csillagásza, aki nem vett részt a tanulmányban.
„Ez [a csillag] viszont lehetőséget ad arra, hogy sokkal közvetlenebb méréseket végezzünk” -fűzi hozzá Christopher Reynolds. A Tejútrendszer középpontjában fekvő szupermasszív fekete lyuk spinjének a pontos meghatározása azonban túlmutat még az előzőeken is.
A fekete lyuk spinjét ugyanis Albert Einstein általános relativitáselmélete jósolta meg,
így a spin esetleges hiánya vagy az elmélet által körvonalazott maximális határértéket meghaladó spin egyaránt komoly kihívást jelenthet az asztrofizikusok számára, bár a tudósok - egyelőre - nem erre számítanak.
A Nature szakfolyóiratban 2026. augusztus 19-én publikált tanulmányt teljes terjedelmében és angol nyelven itt lehet elolvasni.
Az újonnan felfedezett S301 jelű csillag:
Napi