Ένα άστρο που κινείται σε εξαιρετικά κοντινή τροχιά γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας προσφέρει στους αστρονόμους μια σπάνια ευκαιρία να εξετάσουν τη Γενική Σχετικότητα σε συνθήκες ακραίας βαρύτητας.
Το άστρο S301, που αποτελεί το 301ο αναγνωρισμένο μέλος της οικογένειας των S-stars γύρω από τον Sagittarius A*, έχει μάζα λίγο μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου και ολοκληρώνει μια πλήρη τροχιά σε μόλις 8,7 χρόνια – τη συντομότερη γνωστή περίοδο για άστρο αυτού του πληθυσμού.
S301: Μια ακραία τροχιά
Η τροχιά του S301 είναι ιδιαίτερα ελλειπτική και, στο πλησιέστερο σημείο της, το άστρο περνά σε απόσταση περίπου 24 αστρονομικών μονάδων από τη μαύρη τρύπα. Κατά τη διέλευσή του κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη από το 8% της ταχύτητας του φωτός, γεγονός που το καθιστά το πιο σχετικιστικό άστρο που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα.
Οι συνθήκες αυτές προκαλούν έντονα φαινόμενα που δεν περιγράφονται επαρκώς από τη Νευτώνεια βαρύτητα. Η τροχιά του S301 παρουσιάζει μετάπτωση, με το πλησιέστερο σημείο της να μετακινείται κατά περίπου 2 μοίρες σε κάθε περιφορά. Πρόκειται για ένα φαινόμενο πολύ εντονότερο από εκείνο που παρατηρείται στην τροχιά του Ερμή και αποτέλεσε μία από τις κλασικές επιβεβαιώσεις της Γενικής Σχετικότητας.
Παράθυρο σε νέες θεωρίες
Η ταχύτητα του S301 επιτρέπει επίσης τη μελέτη φαινομένων όπως η βαρυτική ερυθρή μετατόπιση και το εγκάρσιο φαινόμενο Doppler. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι μελλοντικές παρατηρήσεις θα επιτρέψουν τη σύγκριση των προβλέψεων της Γενικής Σχετικότητας με εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας.
Τέτοιες μετρήσεις θα μπορούσαν να συμβάλουν στην αναζήτηση μιας θεωρίας που θα συνδέει τη βαρύτητα με την κβαντική φυσική, καθώς οι δύο θεωρητικές περιγραφές δεν έχουν ακόμη ενοποιηθεί.
Η παρατήρηση του S301 παραμένει δύσκολη, καθώς το κέντρο του Γαλαξία καλύπτεται από πυκνά νέφη σκόνης. Ωστόσο, μεγαλύτερα τηλεσκόπια, όπως το Giant Magellan Telescope, ενδέχεται στο μέλλον να καταγράψουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το φάσμα του άστρου και να αποκαλύψουν ακόμη πιο λεπτές relativιστικές επιδράσεις.