在距我們地球大約26,000光年的銀河系中心,有一個超大質(zhì)量黑洞,稱為射手座A*(SgrA *)。這個天體的總長為4400萬公里,約為我們太陽的400萬倍,因此它具有巨大的引力,使數(shù)百顆恒星緊密圍繞它運行。
天文學(xué)家無法直接檢測到黑洞,但是它的存在對周圍恒星的運行產(chǎn)生了巨大的影響。幾十年來,天文學(xué)家一直跟蹤這些恒星的運動。通過計算它們的軌道,便可以確定黑洞的質(zhì)量。
近年來,隨觀測技術(shù)的提高,科學(xué)家不僅僅可以測量黑洞的質(zhì)量,而且可以對這些恒星進行深入的研究。
這些恒星中的大多數(shù)具有足夠大的軌道,以至于它們的運動可以由牛頓引力和開普勒運動定律描述,即它們的運行軌道類似于橢圓形。
少數(shù)軌道緊密的恒星并不是橢圓形,它們的軌道如同愛因斯坦廣義相對論中的預(yù)測那樣:一個天體圍繞另一個天體的束縛軌道并不是封閉的,它們的軌跡形狀看起來像一個玫瑰花結(jié)。
備受關(guān)注的
多年來,人們一直認為S2是最接近SgrA *的恒星,但后來發(fā)現(xiàn)了S62,它的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的兩倍,每10年繞黑洞旋轉(zhuǎn)一次。
最近,天文學(xué)家通過計算發(fā)現(xiàn),在最接近黑洞的時候,S62速度接近光速的8%,成為銀河系有史以來速度最快的恒星。它的速度如此之快以至于狹義相對論的時間膨脹開始起作用, S62上一個小時大約是地球上的100個小時。
同樣,在靠近SgrA *時,S62不遵循開普勒軌道,它的運動不是一個平面內(nèi)的簡單橢圓形,而是遵循像一個玫瑰花結(jié),每個周期的軌道大約偏轉(zhuǎn)10度。引起這種運動方式的原因并不是恒星的速度本身,而是黑洞周圍的強引力,強大的黑洞引力會略微改變恒星軌道的方向,正如愛因斯坦預(yù)測的那樣。
在2022年秋天,S62將進一步接近SgrA *,能允許天文學(xué)家更精確地觀測,測試相對論的影響,讓我們拭目以待。
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