恒星首次近距离接触银河系超大黑洞 爱因斯坦相对论面临考验
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间：2024-05-18
距离地球25,000光年的超大质量黑洞——半人马座A（Sagittarius A*,），如同一只星际巨兽潜伏在银河系的中心。
这片神秘的区域在可见光波段永远漆黑一片，黑洞强大的引力使光也无法逃离它的束缚。只有当这头巨兽吞噬路过的天体时，释放出的大量X射线才使我们能够探知它的存在。
长久以来，科学家就在密切关注那些围绕银河系中心黑洞运行的恒星，这些恒星被黑洞引力加速到非常高的速度。
2018年，一颗代号S0–2的恒星将从银心黑洞旁边掠过。科学家们也将首次用观测数据来计算超大质量黑洞附近的引力红移，而爱因斯坦的相对论也将第一次接受考验。
根据广义相对论，大质量天体的强引力场会导致附近时空分布的不均匀，就是说时空发生了扭曲。当光线经过扭曲的时空时，需要循着时空曲面“爬”出来。在逃脱引力势阱的过程中，它的波长会变长一些，即发生红移。
质量越大的天体，时空曲率也越大。引力造成的红移量就能够被检测出来。而距离地球最近的，质量最大的天体就是银河系中心的超大黑洞，它的质量是太阳的400万倍！
而恒星S0–2在16年之后，终于运行到距离银心黑洞只有180亿千米的地方，也是S0–2轨道与黑洞的最近点。这一距离相当于太阳到冥王星的三倍远，光只需要走17个小时。
借助自适应光学系统，天文学家可以更好的纠正地球大气造成的扭曲效应，进而在红外波段持续跟踪和解析单颗恒星。人类眼中的银河系中心第一次变得如此清晰！
2018年夏天，S0–2恒星将循着下图中的蓝色轨道以2.5%的光速经过银心黑洞。而之前科学家对恒星如何能在如此恶劣的环境中形成还知之甚少。
通常情况下，天体的运行轨道呈椭圆形。但爱因斯坦曾预测大质量天体的时空曲率会对路过天体轨道造成进动效应，随时间推移，其轨道也会发生变化，而科学家希望可以通过观测证明这一猜想。
目前观测结果显示，S0–2并非双星系统，这也为未来的天文观测提供了理想的条件。
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