Theo Nature, Sgr A* có khối lượng khoảng 4,3 triệu lần Mặt trời và nằm cách Trái đất khoảng 26.000 năm ánh sáng. Xung quanh nó có nhiều ngôi sao chuyển động trên những quỹ đạo rất nhanh, cho phép các nhà khoa học nghiên cứu trường hấp dẫn cực mạnh mà hố đen tạo ra.

Điểm đặc biệt của S301 là quỹ đạo của nó rất dẹt và kéo dài, với chu kỳ chỉ khoảng 8,7 năm. Khi tiến gần Sgr A*, ngôi sao tăng tốc lên khoảng 25.000 km/giây, tương đương khoảng 8,3% tốc độ ánh sáng. Đây là tốc độ lớn nhất từng được ghi nhận đối với một ngôi sao quanh hố đen trung tâm Dải Ngân hà.

S301 cũng tiến đến gần Sgr A* hơn nhiều so với ngôi sao S2 nổi tiếng. Khoảng cách tại điểm gần nhất chỉ vào khoảng 140 lần bán kính Schwarzschild của hố đen, khiến chuyển động của nó chịu những hiệu ứng tương đối tính mạnh hơn đáng kể.

Để hình dung tốc độ này, ánh sáng có thể đi quanh Trái đất khoảng 7,5 vòng chỉ trong một giây. S301 tuy chậm hơn ánh sáng rất nhiều, nhưng vẫn di chuyển với tốc độ đủ lớn để các hiệu ứng của thuyết tương đối trở nên quan sát được.

Điều khiến các nhà khoa học đặc biệt quan tâm không chỉ là tốc độ của S301 mà còn là cách quỹ đạo của nó bị ảnh hưởng bởi hố đen đang quay.

Theo thuyết tương đối rộng, một hố đen đang tự quay có thể làm kéo lê không-thời gian xung quanh nó, hiện tượng được gọi là frame dragging hay hiệu ứng Lense-Thirring. Khi S301 lao qua vùng không, thời gian bị biến dạng mạnh này, quỹ đạo của nó có thể thay đổi một cách rất nhỏ nhưng có thể đo được.

Bằng cách theo dõi chuyển động của S301 trong nhiều năm và so sánh quỹ đạo thực tế với các mô hình lý thuyết, các nhà nghiên cứu hy vọng có thể suy ra tốc độ tự quay của Sagittarius A*. Đây là một trong những phép đo khó nhất đối với hố đen siêu khối lượng và có thể cung cấp một phép thử mới cho thuyết tương đối rộng.

Các nhà khoa học cũng đưa ra giả thuyết rằng S301 có thể từng là một thành viên của một hệ sao đôi. Khi hệ sao này tiến quá gần Sgr A*, lực hấp dẫn khổng lồ của hố đen có thể đã phá vỡ cặp sao theo cơ chế Hills, giữ lại một ngôi sao trên quỹ đạo quanh hố đen và đẩy ngôi sao còn lại ra ngoài với tốc độ cực lớn. Tuy nhiên, đây hiện vẫn là một giả thuyết và chưa được xác nhận trực tiếp.

S301 dự kiến sẽ tiếp tục được theo dõi, đặc biệt trong lần tiến gần Sgr A* tiếp theo vào năm 2031. Khi đó, các hiệu ứng tương đối tính lên quỹ đạo sẽ mạnh hơn và có thể cung cấp thêm dữ liệu quan trọng về hố đen ở trung tâm Dải Ngân hà.

Phát hiện S301 không chỉ xác lập một kỷ lục về tốc độ. Quan trọng hơn, ngôi sao này đang trở thành một "phòng thí nghiệm tự nhiên" giúp các nhà khoa học quan sát cách vật chất chuyển động trong vùng không-thời gian cực kỳ cong quanh một hố đen.

Hai hành tinh khổng lồ nhẹ hơn cả kẹo bông gòn khiến giới thiên văn kinh ngạc

Các nhà thiên văn học vừa phát hiện hai hành tinh khổng lồ có mật độ thấp hơn cả kẹo bông gòn, quay quanh một ngôi sao cách Trái đất 1.110 năm ánh sáng.