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La stella più veloce della galassia ha finalmente un nome e una sigla poco poetica, S301, ma il suo primato è tutto fuorché banale: sfreccia a 25.000 chilometri al secondo nel punto di massima velocità, cioè circa l’8% della velocità della luce. Un valore che non ha nulla di casuale, perché quella stella orbita attorno a Sagittarius A, il buco nero supermassiccio che siede al centro della Via Lattea con una massa pari a quattro milioni di volte quella del Sole. Per avere un termine di paragone, il Sole gira attorno al centro galattico a circa 230 chilometri al secondo. S301, al culmine della corsa, va più di cento volte più veloce.
Il giro completo attorno al buco nero le costa 8,7 anni. Non tantissimi, considerando le scale astronomiche a cui siamo abituati. E il motivo di tutta questa fretta sta nella distanza: secondo l’Osservatorio Europeo Australe, nel punto di massimo avvicinamento la separazione tra la stella e Sagittarius A è paragonabile a quella che c’è tra Saturno e il Sole. Praticamente niente, se si pensa a cosa ci sia dall’altra parte.
S301: un’orbita allungata che ricorda quella delle comete
L’enorme attrazione gravitazionale del buco nero accelera S301 man mano che si avvicina, ma la stella non ci precipita dentro. Segue invece un’orbita estremamente allungata, ellittica, che la porta a sfiorare il mostro centrale per poi riallontanarsi. Ed è proprio questa forma a spiegare gli sbalzi di velocità: vicinissima al buco nero corre, quando è lontana rallenta parecchio. Lo stesso meccanismo che nel Sistema Solare governa il moto di alcune comete, la Halley in testa.
Ci sono poi due dettagli che rendono S301 un caso ancora più interessante. Probabilmente non è nata dove la vediamo oggi, e con ogni probabilità ha perso una compagna lungo la strada. L’ESO lo spiega così: dal momento che le stelle non possono formarsi così vicino a un buco nero massiccio, S301 faceva verosimilmente parte di un sistema binario, poi lacerato dalle forze mareali di Sagittarius A. Nello strappo una delle due stelle è rimasta intrappolata dalla gravità del buco nero, l’altra è stata scagliata via ad altissima velocità, forse abbastanza da lasciare del tutto la galassia.
La chiave per misurare la rotazione di Sagittarius A
Il vero motivo per cui gli astronomi tengono d’occhio questa stella, però, riguarda una proprietà del buco nero che finora è rimasta sfuggente: lo spin, cioè la rotazione. Massa e rotazione sono le due grandezze fondamentali con cui si descrive un buco nero dal punto di vista astrofisico. Della massa di Sagittarius A si sa parecchio, della rotazione molto meno. Ci sono indizi che giri, ma non è ancora possibile stabilire con precisione quanto e in che direzione.
Qui entra in gioco la relatività generale. Un buco nero che ruota trascina con sé lo spaziotempo circostante, e questo effetto dovrebbe alterare leggermente l’orbita di S301. Se nei prossimi anni gli astronomi riusciranno a misurare quelle minime deviazioni, avranno finalmente il valore dello spin. La stima è che serva un decennio.
S301 è stata individuata per la prima volta nel 2023 con GRAVITY, uno strumento del VLTI dell’ESO in Cile. Da allora il suo movimento è stato seguito passo passo e, una volta identificata, è stato possibile ritrovarla a ritroso in osservazioni che risalgono al 2017. Combinando tutti i dati la sua orbita è stata ricostruita con maggiore precisione: il passaggio più ravvicinato è avvenuto all’inizio del 2023, il prossimo è atteso nel 2031.
Non è l’unica stella nota a orbitare vicino al buco nero centrale. Per decenni astri come S2 hanno permesso di pesare Sagittarius A e di mettere alla prova le previsioni della relatività generale. La differenza sta nella distanza: S301 passa così vicino da rendere possibile una misura diretta dello spin nel giro di dieci anni, mentre con le altre stelle servirebbero diversi decenni di osservazioni in più.
