Звёздные окаменелости: S301 — потерянный близнец? ✛ ✎

Оригинал: "Is S301 the Captured Companion of the Hypervelocity Star S5-HVS1?"
arXiv:2607.22517v1 · 2026-07-24 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Данные интерферометра GRAVITY указывают, что звезда S301 может быть компаньоном, оставшимся на орбите у чёрной дыры после выброса гиперскоростной звезды S5-HVS1.

1799 километров в секунду — с такой скоростью звезда S5-HVS1 навсегда покидает Галактику. 4.8 миллиона лет назад она была выброшена из центра Млечного Пути при тесном сближении со сверхмассивной чёрной дырой Sgr A*. Такое событие оставляет два ископаемых следа: гиперскоростную звезду-беглянку и её компаньона, захваченного на вытянутую орбиту.

Второй след, возможно, найден. Звезда S301 обращается вокруг той же чёрной дыры по орбите с эксцентриситетом 0.983 — огромная сигара длиной 687 астрономических единиц. В перицентре она подходит на 11.5 а.е., ближе всех известных S-звёзд. Это расстояние сравнимо с орбитой Сатурна.

Механизм Хиллса: приливные силы чёрной дыры разрывают двойную систему (приливное разрушение). Одна звезда отдаёт энергию и остаётся на орбите, другая получает гравитационный пинок и вылетает из Галактики. Исход зависит от фазы орбиты в момент разрыва.

Орбита S301 не случайна. Закон сохранения энергии и гравитация связывают большую полуось захваченной звезды с её массой: примерно 500 а.е. на солнечную массу. При массе S301 в 1.1–1.5 солнечных — такой её видят по эволюционным моделям — расчётная полуось как раз 687 а.е. Совпадение точное.

Байесовский анализ говорит то же самое. Вероятность, что орбита S301 случайно подошла под предсказания, в 90 раз ниже, чем гипотеза о родстве с S5-HVS1. Моделирование показывает: за 4.8 миллиона лет эксцентриситет почти не изменился, потому что рассеяние углового момента в центре Галактики — процесс медленный.

С перицентра S301 чёрная дыра Sgr A* выглядела бы диском, различимым невооружённым глазом — если бы сквозь аккреционный поток можно было увидеть горизонт событий.

Два ископаемых отпечатка одного события обязаны нести одинаковый химический рисунок. S5-HVS1 и S301 родились из одного облака, значит, их состав должен совпадать. Спектроскопия высокого разрешения на будущем Чрезвычайно Большом Телескопе сравнит элементы — и тогда пара будет либо доказана, либо распадётся навсегда.

Перицентр S301 — 11.5 астрономических единиц — сопоставим с расстоянием от Солнца до Сатурна. На такой дистанции чёрная дыра размером примерно в 20 раз больше нашего светила занимала бы на небе диск, видимый невооружённым глазом, если бы можно было разглядеть горизонт событий сквозь аккреционный поток.

a_b \approx 500\,\text{а.е.} \left(\frac{m_b}{M_\odot}\right)
предсказанная большая полуось в астрономических единицах
Учёные
Jacob BekensteinStephen HawkingFritz ZwickyBernhard RiemannJoseph WeberKarl Schwarzschild
Понятия
механизм Хиллса чёрная дыра звёздной массы галактический центр гелиевая звезда галактика-хозяин звезда-хозяин двойная чёрная дыра м87 звёздная орбита компаньон пульсара галактическая выпуклость спиральная галактика закон хаббла двойная звезда шаровое скопление гравитационная сингулярность центральная чёрная дыра Млечного Пути звёздное покачивание