天文科普:明亮藍色巨型恒星迄今運動速度最快,速度可達光速8%
來源:新浪科技
發布時間:2020-08-19
瀏覽次數:1810

據國外媒體(ti) 報道,在銀河係中央,有成百上千顆恒星緊密圍繞著一個(ge) 超大質量黑洞旋轉。其中大多數恒星的軌道都足夠大,因此其運動符合牛頓引力理論及開普勒運動定律。但有少數恒星的軌道距黑洞過近,隻有用愛因斯坦廣義(yi) 相對論才能準確描述。其中軌道最小的恒星叫做S62,在抵達距黑洞最近處時,其運動速度可達光速的8%以上。

  銀河係中央的超大質量黑洞名叫人馬座A*,質量相當於(yu) 400萬(wan) 個(ge) 太陽。這一點是根據圍繞它旋轉的恒星推斷出來的。數十年來,天文學家一直在追蹤這些恒星的運動。通過計算它們(men) 的軌道,我們(men) 便可推算出人馬座A*黑洞的質量。近年來,隨著我們(men) 的觀測變得越來越精確,我們(men) 不僅(jin) 能測算出黑洞的質量,還能檢驗此前對黑洞的理解是否準確。

  在圍繞人馬座A*黑洞旋轉的恒星中,被研究得最多的一顆叫做S2。它是一顆明亮的藍色巨型恒星,每16年圍繞黑洞轉動一圈。2018年,S2達到了距黑洞最近點,給了我們(men) 一次觀察相對論的效應之一——“引力紅移”現象的機會(hui) 。假如你將一隻皮球高高拋起,它的速度會(hui) 在上升過程中逐漸減慢;但如果你向空中發出一束光線,光的傳(chuan) 播速度並不會(hui) 變慢,但在引力作用下,光束的能量會(hui) 有所減少。因此,當光束爬出“引力井”時,就會(hui) 產(chan) 生紅移現象。科學家此前曾在實驗室中觀察到過這種現象,但S2為(wei) 我們(men) 提供了一次在現實中觀察紅移現象的機會(hui) 。在到達距黑洞最近點時,S2發出的光線的確如預期的那樣,發生了紅移。

  多年來,科學家一直認為(wei) S2是距人馬座A*黑洞最近的恒星。但一支團隊最近又發現了S62。這顆恒星的質量約為(wei) 太陽的兩(liang) 倍,每10年圍繞黑洞轉動一圈。他們(men) 的計算顯示,在到達距黑洞最近處時,其速度可達到光速的8%。在如此快的速度下,時間膨脹效應已經不容忽略了。S62上的一小時約等於(yu) 地球上的100分鍾。

  由於(yu) 距黑洞太近,S62的軌道並不遵循開普勒定律。它的軌道並不是簡單的橢圓形,而是像搖呼啦圈那樣、每轉動一圈就會(hui) 產(chan) 生10°的進動。這類相對論進動現象最早是在水星軌道上觀察到的,隻不過水星軌道的效應並不顯著。

  2022年秋季,S62將再一次靠近人馬座A*黑洞。與(yu) S2相比,此次近距離接觸應當能幫助天文學家更精準地驗證相對論效應。(葉子)



1、
5、
6、深圳科普各種比賽歡迎參與(yu)


 

聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者