围绕银河系中心超大质量黑洞“跳舞”的恒星验证了爱因斯坦的理论

2020-04-17 10:55 来源:科创网

最初的标题是:围绕银河系中心超大质量黑洞“跳舞”的恒星验证了爱因斯坦的理论。

人马座A*,银河系中心的黑洞,距离太阳26000光年,可能是离我们最近的超大质量黑洞。它巨大的引力捕捉恒星,并使它们在轨道上旋转。几十年来,天文学家一直在观察这个地区的一颗特殊恒星,新的研究再次验证了爱因斯坦的引力理论。

在周四出版的《天文学与天体物理学》杂志上,研究人员首次揭示了一颗围绕人马座A*运行的恒星S2以爱因斯坦广义相对论预测的同样方式“跳舞”。科学家团队使用位于智利阿塔卡马沙漠的欧洲南方天文台的超大型望远镜对这颗恒星进行了27年的研究,希望能揭开银河系中心巨大黑洞的神秘面纱。

牛顿的万有引力理论预言,恒星会以椭圆形的方式围绕黑洞运行,但研究人员发现,S2的轨道实际上似乎是围绕黑洞的玫瑰花环。

爱因斯坦的广义相对论预言,一个物体围绕另一个物体的受约束轨道不是像牛顿万有引力那样的封闭轨道,而是在运动平面内向前运动(这个概念指的是一个自旋转物体由于外力而围绕某一中心旋转的事实)。这一著名的效应——首次出现在水星围绕太阳的轨道上,这是支持广义相对论的第一个证据。该论文的作者之一莱因哈特根泽尔在一份新闻稿中写道。

为了更加直观,艺术家绘制的轨迹图被夸大了。埃索/卡尔达卡尔达

“一百年后,我们在银河系中心观察到了同样的运动,”他继续说道。“观察方面的这一突破让我们更加确信,人马座A*是一个超大质量黑洞,质量是太阳的400万倍。”

最近,S2距离人马座A* ——不到200亿公里,是太阳和地球之间距离的120倍,这使得它成为有史以来观察到的距离黑洞最近的恒星之一。自从这颗恒星每16年完成一次围绕黑洞的旋转,研究人员已经对它进行了几十年的研究。

S2不断变化的轨迹与爱因斯坦理论预测的轨迹完全一致。科学家说,这种被称为史瓦西进动的玫瑰效应以前从未在超大质量黑洞周围的恒星上测量过。

这项研究不仅进一步证实了爱因斯坦的理论,还提供了关于人马座A*附近区域的关键信息。

因为S2的测量结果很好地遵循了广义相对论,我们可以严格限制人马座A*周围不可见物质的数量,比如暗物质或者可能更小的黑洞。科学家盖伯林和郭佳欣佩罗特说:“这对理解超大质量黑洞的形成和演化非常重要。

编译:南都记者 方军

标签: 恒星 黑洞 爱因斯坦

热门文章

热点图文