دانشمندان سریع ترین ستاره کهکشان راه شیری را کشف کردند

دانشمندان سریع‌ترین ستاره در کهکشان راه شیری را کشف کردند که با ۸ درصد سرعت نور یا ۲۴ هزار کیلومتربرثانیه حرکت می‌کند.

پژوهشگران موفق شدند سریع‌ترین ستاره‌ی شناخته‌شده را کشف کنند که نزدیک به مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد. ستاره‌ی جدید S4714 در مدار سیاهچاله‌ی غول‌آسای ساگیتاریوس A* قرار دارد. S4714 در سفر مداری خود به‌سرعت اولیه‌ی تقریبا ۸ درصد سرعت نور می‌رسد که معادل ۲۴ هزار کیلومتربرثانیه است؛ اما این تنها ویژگی شگفت‌انگیز این ستاره نیست.

S4714 در گروهی از ستارگان قرار می‌گیرد که درمقایسه‌با ساگیتاریوس A* در مدار نزدیک‌تری قرار دارند. این کشف نه‌تنها ثابت می‌کند ستاره‌های بیشتری در مدار نزدیک به سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان قرار دارند؛ بلکه مدرکی برای کشف گروهی از ستاره‌های معروف به اسکوییزر است که براثر نیروهای کشندی نزدیک به سیاهچاله فشرده می‌شوند.

فضای اطراف مرکز راه شیری در‌مقایسه‌با دیگر هسته‌های کهکشانی فعال آرام‌تر است؛ اما حتی چنین محیطی هم می‌تواند بسیار خشن باشد. ستاره‌شناسان با بررسی این منطقه، تعدادی از ستاره‌ها را در مدار بیضی‌شکل و طویل ساگیتاریوس شناسایی کردند. به این ستاره‌ها، ستاره‌های نوع S گفته می‌شود و می‌توان از آن‌ها برای بررسی ویژگی‌های سیاهچاله‌ی غول‌آسای مرکز کهکشان استفاده کرد.

سال‌ها ستاره‌ای به‌نام S2 به‌عنوان نزدیک‌ترین ستاره به سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان شناخته می‌شد. نزدیک‌ترین فاصله‌ی آن، ۱۶ سال نوری یا ۱۸ میلیارد کیلومتر است که باعث می‌شد سرعت این ستاره به ۳ درصد سرعت نور برسد. بااین‌حال سال گذشته، گروهی از پژوهشگران به‌رهبری فلوریان پیسکار، اخترفیزیک‌دان دانشگاه کلن آلمان، ستاره‌ای نزدیک‌تر به‌نام S62 را شناسایی کردند. این ستاره در مداری در فاصله‌ی ۹/۹ سال نوری یا ۲/۴ میلیارد کیلومتری ساگیتاریوس قرار دارد. سرعت این ستاره به ۲۰ هزار کیلومتربرثانیه یا ۶/۷ درصد سرعت نور می‌رسد.

پیسکار و تیم او پس از سال‌ها تلاش موفق شدند پنج ستاره‌ی دیگر از نوع S را کشف کنند که حتی از ستاره‌ی S2 هم به مرکز کهکشان نزدیک‌تر هستند. این پنج ستاره عبارت‌اند از: S4711 ،S4712 ،S4713 ،S4714 و S4715. پیسکار می‌گوید:

خوشحالم که به‌مدت هفت سال فرصت رصد مرکز کهکشان را داشتم. از آن زمان، روی داده‌های SINFONI (نزدیک به مادون‌قرمز) کار می‌کنم. برای این کار به مهارت فراوان خلاصه‌سازی داده‌ها، کمی خوش‌اقبالی، زمان و دانش مناسبی از فیلترهای پابین‌گذر و بالاگذر نیاز داریم.

از میان ستاره‌های جدید، ستاره‌های S4711 و S4714 شگفت‌انگیزتر هستند. S4711 ستاره‌ای آبی از نوع B با قدمت تقریبا ۱۵۰ میلیون سال است و دوره‌ی مداری آن از S62 کوتاه است. این ستاره هر ۷/۶ سال یک‌بار با طی مسافت تقریبی ۲۱/۵ میلیارد کیلومتر، مدار ساگیتاریوس را کامل می‌کند. مدار کوتاه این ستاره می‌تواند به‌معنی فاصله‌ی میانگین کوتاه‌تری به مرکز کهکشان باشد.

همچنین، ستاره‌ی S4714 طولانی‌ترین دوره‌ی مداری، یعنی ۱۲ سال را دارد؛ اما مدار آن به‌شدت خارج از مرکز است؛ به‌طوری‌که به شکل بیضی طویلی درآمده است. مرکزگریزی مداری با مقادیر بین صفر تا یک توصیف می‌شود. صفر به‌معنی دایره‌ی کامل و یک به‌معنی مدارگریز و مقدار مرکزگریزی S4714 برابر با ۰/۹۸۵ است.

S4714 تقریبا ۱/۹ میلیارد کیلومتر با ساگیتاریوس فاصله دارد و از S62 به آن نزدیک‌تر است. سرعت این ستاره در نزدیک‌ترین فاصله از سیاهچاله، به ۲۴ هزار کیلومتربرثانیه می‌رسد و در فاصله‌ی دورتری مثل ۲۵۰ میلیارد کیلومتری، از سرعت آن کاسته می‌شود.

به‌گفته‌ی پیسکار، ستاره‌های نوع S می‌توانند در گروه اسکوییزرها قرار بگیرند که در سال ۲۰۰۳ کشف شدند. تال السکاندر و مارک موریس گروه ستاره‌‌های به‌شدت مدارگریز را در اطراف سیاهچاله‌های غول‌آسا دسته‌بندی کرده‌اند. در هر عبور، نیروهای کشندی بخشی از انرژی مداری ستاره را به گرما تبدیل می‌کنند. بدین‌ترتیب، ستاره در درجه‌ی اول درخشش بیشتری پیدا می‌کند و سپس به فروپاشی مداری ستاره منجر می‌شود. پیسکار می‌گوید:

حداقل می‌توان S4711 و S4714 را نامزدهایی برای اسکوییزرها در نظر گرفت. درباره‌ی S4711 اطمینان دارم؛ زیرا عناصر مداری آن منطبق با پیش‌گویی‌هایی تال السکاندر در سال ۲۰۰۳ هستند. از این نظر، می‌توان S4711 را اولین اسکوییزر کشف‌شده در نظر گرفت.

درصورت تأیید فرضیه‌ی مذکور، می‌توان به درک بهتری از تعامل بین سیاهچاله‌ها و ستاره‌ها رسید. برای مثال، اخیرا از ستاره‌ی S2 برای آزمایش فرضیه‌ی نسبیت عام استفاده شده است. کش‌آمدن نور ستاره وقتی به سیاهچاله نزدیک می‌شود و حرکت اقلیدسی مدار آن، نظریه‌ی اینشتین را تأیید می‌کنند. پیسکار اعتقاد دارد:

به‌اندازه‌ی یک دامنه و با سرعتی چهاربرابر بیشتر از S2 به ساگیتاریوس A* نزدیک شده‌ایم؛ درنتیجه، می‌توانیم با ستاره‌هایی مثل S62 و S4711 و S4714 به روابط نسبیتی قوی‌تری پی ببریم.

آزمایش‌ها هنوز در مرحله‌ی اثبات به‌سر می‌برند؛ بنابراین، برای رصدهای بیشتر باید منتظر ماند. تلاش برای یافتن ستاره‌های نوع S ادامه خواهد یافت و حتی ممکن است ستاره‌هایی با سرعت بیشتر کشف شوند که مدار آن‌ها در منطقه‌ی اطراف ساگیتاریوس مخفی شده است. تلسکوپ‌های قدرتمندتری مثل ELT که در سال‌های آینده پرتاب خواهند شد، می‌توانند به این پرسش‌ها پاسخ دهند. درنهایت، پیسکار بیان می‌کند:

به‌طور پیوسته پژوهش‌های مرکز کهکشان را ادامه خواهم داد و اطمینان دارم این پژوهش آخرین پژوهش در این زمینه نخواهد بود. محیط پویا و متغیر برای دانشمندان مانند فروشگاه شکلات برای کودکان است.