Уявіть собі звичайну на вигляд зірку, схожу на наше Сонце, яка раптом виявляється екстремальним спортивним снарядом для Всесвіту. Саме такою є зірка S301: вона мчить навколо центральної чорної діри Чумацького Шляху зі швидкістю до 8% швидкості світла і дає астрономам шанс піддати загальну теорію відносності Ейнштайна найжорсткішому іспиту. Про це розповідає матеріал на науковому порталі SciTechDaily.Що відомо короткоЗірка S301 є 301‑м відомим представником групи S-зірок, що обертаються навколо чорної діри Стрілець A* у центрі Чумацького Шляху.S301 трохи масивніша за Сонце й здійснює повний оберт навколо чорної діри лише за 8,7 року — це найкоротший період серед відомих S-зірок.На мінімальній відстані зірка наближається до чорної діри на приблизно 140 радіусів Стрільця A*, що відповідає близько 24 астрономічним одиницям.У точці найбільшого зближення S301 розганяється більш ніж до 8% швидкості світла, роблячи її най"релятивістичнішою" зі спостережуваних зірок.Орбіта S301 прецесіює приблизно на 2° за один оберт, що дозволяє тестувати передбачення загальної відносності й шукати відхилення на користь альтернативних теорій гравітації.
Чому "майже сонячна" зірка стає екстремальним експериментомУ повсякденному житті й навіть в більшості космічних задач астрономам часто вистачає класичної ньютонівської гравітації. Вона чудово працює для розрахунку польотів між планетами та руху більшості зірок у Галактиці. У цих умовах відмінності між Ньютоном та Ейнштейном настільки малі, що їх практично неможливо помітити.Загальна теорія відносності передбачає явища, яких немає в ньютонівській картині, зокрема гравітаційні хвилі або екстремальні викривлення простору-часу біля чорних дір. Але щоб ці ефекти проявилися по-справжньому яскраво, потрібні дуже сильні гравітаційні поля та великі швидкості — саме такі, які демонструє S301.Цю зірку можна уявити як болід "Формули‑1", що мчить не по звичайній трасі, а по гнучкому гумовому килиму простору-часу, який прогинає масивна чорна діра. Її траєкторія дозволяє не просто побачити викривлення, а й виміряти його з надзвичайною точністю.Орбіта, яка крутиться сама по собіОдне з ключових передбачень загальної відносності — прецесія орбіти. Це явище добре відоме за прикладом Меркурія:
його орбіта трохи повертається з кожним обертом навколо Сонця. Для Меркурія ця різниця між Ньютоном і Ейнштейном настільки мала, що за один оберт зсув становить менше, ніж тривалість людського серцебиття, якщо її перевести у відповідну "кутову" шкалу.Для S301 усе набагато драматичніше. Її орбета не просто еліпс, що повторюється. Точка найбільшого наближення до чорної діри (перигелій) зміщується на близько 2° при кожному оберті. Це якби траса для автогонок після кожного кола злегка поверталася, змушуючи машину проходити її по новій траєкторії.Таке сильне зміщення означає, що ми маємо справу з по-справжньому релятивістським рухом. Тут починають відчутно проявлятися другорядні ефекти загальної відносності, які раніше вивчали переважно в лабораторних експериментах.Коли спектр зірки розповідає про викривлений простір-часСеред цих ефектів — гравітаційне червоне зміщення та
