科学者たちは、宇宙で最も神秘的な天体に対する私たちの理解を変える可能性のある天文学的な発見をしました。 S301と名付けられた星が、天の川銀河の中心に位置する超大質量ブラックホールいて座A*の周りを前例のない速度で周回しているのが発見された。 2026年8月19日にネイチャー誌に掲載されたこの研究は、この超高速星の同定がブラックホール自体の回転を初めて測定するための基礎となる可能性があると指摘している。
驚異のスピードを持つスター
新たに確認された星 S301 は、そのユニークな特徴で際立っています。太陽よりも大きな質量と明るさを持ち、射手座 A* の周りを公転するときの速度は、時速 9,000 万キロメートルに達すると推定されています。このマークは光速の約 8% に相当し、ジェット機の速度を 10 万倍超えます。私たちの銀河でも他の銀河でも、これほど早く記録された恒星はこれまでにありません。
天の川の中心にある挑戦的な軌道
恒星 S301 は高度に楕円形の軌道を描き、射手座 A* の周りを 8.7 年ごとに 1 回転します。最接近点では、地球と太陽の間の距離の 11.5 倍に相当する平均軌道距離にあります。射手座 A* は太陽の約 400 万倍の質量を持つ超大質量ブラックホールであり、地球から 26,000 光年の距離にあるため、この近さは非常に重要です。
スケールを理解することが重要です。1 光年は 9 兆 5,000 億キロメートルに相当し、関係する距離の膨大さを示しています。 「静止」状態（現時点では積極的に物質を貪食していないことを意味する）にもかかわらず、Sgr A* の重力は計り知れず、危険なほど接近する星やあらゆる物質を飲み込む可能性があります。しかし研究者らは、S301が飲み込まれる危険もなく安全に軌道を継続することを保証している。
S301の原点を紐解く
研究者らは、S301は単独で誕生したのではなく、連星系の一部だったと考えている。宇宙の旅のある時点で、このデュオは巨大な射手座 A* に近づきすぎました。 3 つの天体間の激しい重力相互作用により、劇的な出来事が起こりました。
星のうちの1つは天の川の中心から投げ出され、銀河を離れることさえありましたが、もう1つのS301はブラックホールに近い軌道に「閉じ込められ」ました。ドイツのマックス・プランク地球外物理学研究所の天体物理学者で、研究著者の一人でもあるステファン・ギレッセン氏は、この星の将来について「軌道の向きは変わるだろうが、星が飲み込まれる危険はない」と安心させた。
宇宙を見つめる先進技術
S301 の詳細な観測は、チリのヨーロッパ南天天文台が運用する先進的な構造である超大型望遠鏡干渉計 (VLTI) によって可能になりました。 VLTI は、4 つの 8 メートル望遠鏡からの光を組み合わせた天文学工学の成果です。
この結合により、単一の望遠鏡の 15 倍の空間解像度を持つ「仮想望遠鏡」が作成されます。このユニークな機能により、科学者は研究に不可欠な S301 の正確な動きを捉えることができました。
射手座 A* 回転の測定における S301 の役割
S301 の発見は、天体物理学の最大の謎の 1 つであるブラック ホールの回転を解明する前例のない機会を提供します。この研究の共著者でマックス・プランク地球外物理学研究所の博士候補者であるフェリックス・マング氏によると、「現在まで、Sgr A*の回転についてはほとんどわかっていない」という。
ブラックホールは、その周囲の時空自体を歪めるまで回転すると理論づけられており、この現象はアルバート・アインシュタインの一般相対性理論によって予測されており、極限スケールでの重力と宇宙の理解に深い影響を及ぼします。ただし、これらの物体は光を発したり反射したりしないため、直接観察する方法では事実上見えないため、この回転を確認することは非常に困難です。
S301 の運動は Sgr A* の影響を継続的に受けており、研究者は、あたかもこの星が極度の重力効果を研究するための自然の実験室であるかのように、その軌道上の小さいながらも重大な摂動をマッピングすることができます。 「私たちはその回転が周囲の空間に及ぼす影響を通してのみ観察することができます」とギレッセン氏は説明し、観察の間接的な性質を強調した。
観測の意味と将来
S301 は射手座 A* に近いため、ブラック ホールの回転を直接「感じる」ことができます。ステファン・ギレッセンはこの現象について、「これは前後運動のようなぐらつきではなく、むしろ星がブラックホールを通過するたびにわずかに異なる軌道に偏向されるのだ」と説明した。
S301 の軌道におけるこの微妙な変化が鍵となります。 「この軌道の変化をさらに10年間観察できれば、ブラックホールの回転を直接決定できるはずだ。これまで、このタイプの測定は不可能だった」と天体物理学者は結論づけた。天文学者らは、2031年にブラックホールに最も近い地点を通過する次の重要な通過を行うS301に注目し続けるだろう。これは科学界が待ち望んでいた出来事である。
