188金宝博(中国) 科学家发现以光速8%飞掠黑洞的恒星, 将若何重写引力物理


一颗恒星正以每秒25000公里的速率,在星河系中心的超大质地黑洞傍边呼啸而过。
幸运飞艇APP官网下载这不是科幻场景。德国马克斯·普朗克地外物理究诘所天体裁家斯特凡·吉勒森携带的团队,近期应用欧洲南边天文台甚大千里镜上的GRAVITY干预仪,证据了这颗被定名为S301的恒星的存在,并将其认定为迄今已知在星河系中心运转速率最快的恒星。
一颗恒星,几个极点数字
S301的质地约为太阳的1.5倍,但它的轨说念参数简直每一个皆号称极点。
它围绕东说念主马座A*运转一圈只需8.7年,轨说念偏心率高达0.98,这意味着它的轨说念是一个相称被压扁的椭圆,在近黑洞端与远黑洞端之间,距离进出快要百倍。
当S301运转至距黑洞最近的位置时,它与东说念主马座A*事件视界的距离仅有140个史瓦西半径。史瓦西半径是黑洞"不归点"的规模表率,连光皆无法脱逃。在这个位置上,S301的速率达到光速的8.3%,折合每秒约25000公里。
如若它再结合黑洞十倍,潮汐引力就会将这颗恒星从里面撕碎,变成沿路疑望的气体流,最终被黑洞吞吃。S301正游走在这条存一火规模的外缘。
它从那儿来?一场双星的悲欢聚散
天体裁家并不仅仅发现了一颗快速洞开的恒星,他们同期在追问一个更压根的问题:这颗恒星是若何到达这里的?
一个被平庸选用的谜底来自物理学家杰克·希尔斯在1988年建议的机制。当一双双星系统结合超大质地黑洞时,黑洞的潮汐引力会扯破这对"伴侣"之间的引力纽带。其中一颗恒星赢得弘大动能,以极高速率被甩出星河系,成为"超高速恒星";另一颗则被黑洞的引力"俘获",插手一条高度偏心的近距轨说念,成为像S301这么的"S星"。
哈佛大学天体裁家阿维·勒布与学生伊丹·金斯伯格曾在2006年发表论文,系统论证了这一机制:星河系晕中不雅测到的那些超高速恒星,它们的"前任伴侣"很可能正以S型恒星的身份,在东说念主马座A*隔壁的高偏心轨说念上肃静运转。S301极有可能即是其中之一,188bet体育app官网它的发祥不错回首至约略1亿年前,一个轨说念周期约为一到两周的精致双星系统因希尔斯机制而分离。
这个图景的迷东说念主之处在于它的对称性:一颗恒星飞出星河系,另一颗飞向黑洞,两者皆以极点的速率和轨说念,记录着那场远处的"区分"。
用最快的恒星,教育最深的引力表面
S301的科学价值不啻于刷新速率记录,它更是一把教育广义相对论的自然标尺。
爱因斯坦的引力表面预测,在强引力场中洞开的天体轨说念会发生进动,而进动的细节与黑洞的自旋速率密切关连。S301距离东说念主马座A*如斯之近、速率如斯之快,使其对黑洞时空结构的反映极为敏锐。
天体裁家展望,通过捏续跟踪S301轨说念的狭窄变化,在改日十年内有望精准测量东说念主马座A*的自旋参数。这关于交融超大质地黑洞的酿成历史和演化机制具有进军真义真义,因为黑洞自旋记录着它数十亿年来吞吃物资、归拢同类的完竣历史。
现在,东说念主马座A*已知"吃掉"了颠倒于430万个太阳质地的气体与恒星。它的自旋景况,可能是解读这部漫长吞吃史的重要密码之一。
值得留心的是,S301并非星河系中心惟一的S型恒星。此前,S2、S62等恒星已被平庸用于教育广义相对论,其中S2曾匡助天体裁家在2018年头度在星河系中心不雅测到引力红移效应,与爱因斯坦预言扫数吻合。S301以更高的速率、更近的距离,为这一教育提供了迄今最为极点的践诺场。
广义相对论在弱引力场中已历程反复考据,但在黑洞角落的强场极限区域,表面的每一次预言皆需要新的不雅测来校准。S301的出现,让这场教育有了更犀利的器具。
从某种真义真义上说188金宝博(中国),东说念主类对引力本体的交融,正由一颗在黑洞角落疾驰的恒星,暗暗上前推动一步。