Täht kihutab läbi ilmaruumi kiirusel 25 000 kilomeetrit sekundis ehk ligi 16 aeglasemalt kui valgus. Äärmusliku kiiruse taga on lähedus Maa kodugalaktika keskmes asuvale mustale augule Sagittarius A*. Kahte objekti lahutab lähimas punktis vahemaa, mis on võrreldav Saturni ja Päikese vahekaugusega. Teisisõnu viib selle orbiit tähe hiiglaslikule massikeskmele lähemale kui ühegi teise seni tuntud objekti.

Astronoomid tunnevad musti auke uurides huvi eeskätt nende massi ja pöörlemiskiiruse ehk spinni vastu. Linnutee keskel asuva musta augu massi tegid teadlased kindlaks juba ammu, vaadeldes aastakümneid pisut kaugemal tiirleva tähte S2. Šveitsis asuva Euroopa Tuumauuringute Keskuse (CERN) astrofüüsik Andrea Caputo selgitas ajakirja Science veebiuudistele, et pöörlemiskiirus annaks aga teadusmaailmale lõpuks tervikliku pildi musta augu olemusest. Need kaks põhinäitajat panevad paika kogu hiigelobjekti käitumismustri.

Einsteini üldrelatiivsusteooria kohaselt tirib iga pöörlev massiga keha endaga kaasa selle ümber asuvat aegruumi. Aegruumipööris muudab lähedal asuvate tähtede orbiiti imeväikese kalde võrra, mida füüsikud nimetavad Lense-Thirringi pretsessiooniks. Uue tähe erakordne lähedus mustale augule teeb sellest esimese kandidaadi, mille trajektooril avalduvat õrna kõrvalekallet saab reaalselt mõõta. Pelgalt 8,7 aasta pikkune tiirlemisperiood aitab vajalikke andmeid koguda teadlaste eluea, mitte sajandite jooksul.

Varasemalt astronoomide tähelepanu püüdnud S2 liigub massikeskmest umbes kümme korda kaugemal kui S301, mistõttu tuvastasid uurijad selle abil vaid lihtsamaid relativistlikke efekte. Raskusjõu kaevu serval tiireldes nihkus tähelt kiirguv valgus tugevalt punase spektriosa poole ja kogu orbiit joonistas taevasse rosetikujulise mustri. Neid nähtusi tunneb teadusmaailm gravitatsioonilise punanihke ja Schwarzschildi pretsessioonina.

Teadlased kasutasid uute avastuste tegemiseks Tšiilis asuvat Euroopa Lõunaobservatooriumi (ESO) Väga Suurt Teleskoopi. Instrument nimega GRAVITY ühendas nelja hiigelpeegli kogutud valguse, luues virtuaalse vaatlusseadme, mille eraldusvõime võimaldas eristada 27 000 valgusaasta kaugusel asuvaid objekte. Võrdlemisi tuhm täht S301 jäi töörühmale esmakordselt silma möödunud aastal. Arhiivimaterjale analüüsides suutsid nad taastada taevakeha varasema liikumise ka aastatel 2017 ja 2021.

Nii tugevas gravitatsiooniväljas ei saa gaasi- ja tolmupilvedest uusi tähti tekkida, sest hiiglaslik tõmbejõud lammutab pilved kiiresti algosadeks. Uuringu kaasautor ja Max Plancki maavälise füüsika instituudi doktorant Felix Mang pakkus lahendusena välja, et praegune rekordiomanik kuulus algselt kaksiktähtede süsteemi. Paarisrakend sattus Sagittarius A*-le ohtlikult lähedale, misjärel rebis must auk süsteemi pooleks. Hillsi mehhanismina tuntud protsess jätab ühe kaaslase musta augu vangistusse ja heidab teise tohutu kiirusega galaktika avarustesse.

Galaktikast välja lennutatud sõsartähe saatus ei pruugi jääda mõistatuseks. Aastal 2019 märkasid astronoomid hüperkiirusel liikuvat tähte S5-HVS1, mis kihutas galaktika keskmest eemale kiirusel 1755 kilomeetrit sekundis. CERN-i uurijad võrdlesid uue orbiidile jäänud keha ja eemalduva tähe kineetilist energiat ning leidsid nende vahel matemaatilise klapi. Seos jääb esialgu siiski kaudseks, sest lõpliku kinnituse annaks vaid mõlema tähe keemilise koostise põhjalik võrdlus.

Praeguse seisuga kulub spinni ehk pöörlemise täpseks määramiseks veel ligikaudu kümme aastat järjepidevaid mõõtmisi. Uuringu kaasautor Stefan Gillessen nentis Science'ile, et teadusajaloo esimese otsese spinni mõõtmise ootuses teeb meeskond tihedat tööd, et juba kogutud andmeid täpsustada. Pariisi Observatooriumi astronoom Juan Osorno lisas omalt poolt, et värske leiuta pidanuks astronoomia pöörlemise väljarehkendamist ootama veel aastakümneid.

Uuring ilmus ajakirjas Astronomy & Astrophysics.