美发现迄今距银河系中心黑洞最近恒星

  本报讯 据《宇宙》杂志在线版消息称,美国科研人员日前报告称,他们发现了一颗围绕银河系中央超大质量黑洞运行的短周期恒星,仅为11.5年的周期使它成为迄今距离我们银河系中心最近的恒星。而这颗编号S0-102恒星的出现同时提供了测试爱因斯坦广义相对论的一个诱人而又独特的对象。

  银河系的中心区域显然是一块“是非之地”:频繁的超新星爆发产生着巨大的冲击波,横亘在我们星系中央的超大质量黑洞几乎比太阳大4百万倍,辐射出的强大引力会造成周遭时空的剧烈扭曲。但同时,此处恒星密度又非常高,恒星们甚至不惮以最近距离“贴”向超大质量黑洞。研究人员曾在上个世纪90年代初期发现一颗编号S0-2的恒星,其绕银河系中心黑洞运行周期非常短,只有16年,而它将该最短纪录一直保持到新的S0-102恒星被发现。

  新出炉的报告指出,这颗S0-102恒星是利用自适应光学技术在银河系中心区域高密度空间附近发现的较大天体,运行速度达到了每秒6600英里(约合每秒10600公里),且是迄今已知绕银河系中心黑洞运行周期最短的恒星。

  恒星处于短周期轨道上可使科学家们有机会细致观察相对论效应——利用S0-102和S0-2这两个恒星呈椭圆形的运行轨道,它们与黑洞距离的远近会保持一定规律,当它们接近黑洞时,科学家将观测其是否发生轨道颤动,从而验证是否正如广义相对论预言中的那样,万有引力扭曲了空间和时间,并使恒星受到黑洞附近扭曲时空的影响。这是以前从未实现过的证明手段。研究人员表示,从这一角度上,S0-102打开了一扇独特的验证广义相对论的大门。

  报告的合著者、领导此次研究的加州大学洛杉矶分校天体物理学教授安德烈娅·盖赫兹,自1998年发现银河系中心黑洞起便开始了矢志不渝的观测。她表示,尽管此前也曾发现靠近黑洞事件视界运行的恒星,但新的S0-102恒星要比它的“前辈们”更靠近黑洞事件视界100倍。黑洞事件视界是天文学中黑洞的最外层边界,在此边界以内就连光也无法逃逸,新恒星S0-102的位置信息无疑可以显示在此处奇特的时空中,快速运行的天体有着怎样的演化特性。同时,利用先后“露面”的两颗短轨恒星,人们将“有望揭开黑洞附近空间和时间的真实几何结构”。

  与此同时,科学家们亦指出,如果用于验证相对论的系统周围存在其他尚未被发现的天体,那将使得测试黑洞与恒星的牵制机制变得困难,因为此时存在另一个天体的引力效应。但真的能存在一颗恒星,比S0-102恒星的周期更短且竟然还没因为靠得太近而被黑洞撕碎吗?

  研究相关报告发表在最新一期美国《科学》杂志上。(张梦然)

 
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