S301: bintang tercepat yang diketahui

Bintang yang melesat mengitari lubang hitam galaksi kita setiap 8,7 tahun, lebih dari 8% kecepatan cahaya di titik terdekatnya

Tonton dalam 3D

Langkah demi langkah

Jantung Bima Sakti

Di sekitarnya berkerumun bintang-S, beberapa lusin bintang pada orbit yang miring dan lonjong. S2, yang paling terang, butuh 16 tahun untuk sekali mengitari. S301, ditemukan pada 2023, mengitari dalam kurang dari 9 tahun dan datang lebih dekat dan lebih cepat daripada bintang lain mana pun yang diketahui. Apa yang diukur dan apa yang digambar: orbitnya hasil ukur; garis, label, dan bintang-bintang di langit adalah gambar.

Bagaimana S301 ditemukan

Di pusat galaksi, seperseribu detik busur kira-kira 8 SA. Satu teleskop besar mengaburkan segala sesuatu dalam sekitar 60 perseribu detik busur menjadi satu noda. GRAVITY menggabungkan cahaya empat teleskop Very Large Telescope Interferometer milik ESO di Chili, dan sejak 2017 tim mengamati lubang itu sekitar 100 jam per tahun.

Mengapa ia mengorbit

Gambaran Newton: lempar bola ke samping cukup kuat, dan bola itu jatuh mengitari Bumi alih-alih menimpanya. Gravitasi terus membelokkan lintasan bintang ke arah lubang. Di kejauhan ia bergerak pelan dan jatuh kembali; di dekat lubang ia bergerak cukup cepat untuk berayun berbalik dan naik lagi. Tak ada yang mengambil energinya, jadi ia mengitari jalur yang sama berulang-ulang.

Merasakan rotasi lubang

Teori Einstein menyatakan massa yang berotasi menyeret ruang dan waktu ikut berputar: efek Lense–Thirring. Di sekitar Bumi efek ini sangat kecil; satelit Gravity Probe B butuh bertahun-tahun untuk mengukurnya. Di dekat lubang hitam, efeknya membesar cepat saat kita mendekat, dan S301 adalah bintang pertama yang diketahui datang cukup dekat sehingga orbitnya menunjukkannya.

Seberapa banyak orbit berputar menunjukkan seberapa cepat lubang berotasi. Mengukur dua orbit penuh, sekitar sepuluh tahun pengamatan, seharusnya cukup. Jawabannya berkaitan dengan cara lubang hitam tumbuh: dengan makan terus dari satu sisi, yang mempercepat rotasinya, atau dengan banyak santapan kecil dari segala arah, yang membuatnya berotasi lambat.

Mengapa ia tidak tercabik

Jadi S301 aman: di titik terdekatnya, pasang surut hanya sekitar seperseribu tarikannya sendiri, dan memanaskan bintang terlalu sedikit untuk berarti. Raksasa merah, ratusan kali lebih besar, akan kehilangan lapisan luarnya pada orbit seperti ini, dan bintang yang terayun masuk ke dalam radius pasang surutnya akan tercabik-cabik, seperti terlihat pada suar gangguan pasang surut di galaksi lain.