寒武纪科学馆|以8％的光速移动，爱因斯坦又对了，银河系最快的恒星被发现
在距我们地球大约26,000光年的银河系中心 ， 有一个超大质量黑洞 ， 称为射手座A*（SgrA*） 。 这个天体的总长为4400万公里 ， 约为我们太阳的400万倍 ， 因此它具有巨大的引力 ， 使数百颗恒星紧密围绕它运行 。
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天文学家无法直接检测到黑洞 ， 但是它的存在对周围恒星的运行产生了巨大的影响 。 几十年来 ， 天文学家一直跟踪这些恒星的运动 。 通过计算它们的轨道 ， 便可以确定黑洞的质量 。
近年来 ， 随观测技术的提高 ， 科学家不仅仅可以测量黑洞的质量 ， 而且可以对这些恒星进行深入的研究 。
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这些恒星中的大多数具有足够大的轨道 ， 以至于它们的运动可以由牛顿引力和开普勒运动定律描述 ， 即它们的运行轨道类似于椭圆形 。
少数轨道紧密的恒星并不是椭圆形 ， 它们的轨道如同爱因斯坦广义相对论中的预测那样：一个天体围绕另一个天体的束缚轨道并不是封闭的 ， 它们的轨迹形状看起来像一个玫瑰花结 。
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备受关注的恒星S2就是这样 。 它是一颗明亮的蓝色巨星 ， 质量是太阳质量的15倍 ， 每15.6年绕黑洞运行一次 。 当S2距离人马座A*最近时 ， 其移动速度会超过每小时2500万公里 ， 几乎是光速的3% 。 在2018年 ， S2最接近黑洞 ， 这使科学家有机会观察到爱因斯坦相对论的预言 ， 即引力红移 。 如果将球扔向空中 ， 则它会随着上升而减慢速度 。 如果将一束光束照向天空 ， 则光线不会减慢速度 ， 但是重力确实会消耗掉一部分光的能量 。 结果 ， 光束从重力井中爬出时会发生红移 。 在实验室中已经观察到了这种效果 ， 但是S2使我们有机会在宇宙中看到它 。 果然 ， 在接近时 ， S2的光像预期的那样变成红色 。
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多年来 ， 人们一直认为S2是最接近SgrA*的恒星 ， 但后来发现了S62 ， 它的质量大约是太阳质量的两倍 ， 每10年绕黑洞旋转一次 。
最近 ， 天文学家通过计算发现 ， 在最接近黑洞的时候 ， S62速度接近光速的8％ ， 成为银河系有史以来速度最快的恒星 。 它的速度如此之快以至于狭义相对论的时间膨胀开始起作用 ， S62上一个小时大约是地球上的100个小时 。
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同样 ， 在靠近SgrA*时 ， S62不遵循开普勒轨道 ， 它的运动不是一个平面内的简单椭圆形 ， 而是遵循像一个玫瑰花结 ， 每个周期的轨道大约偏转10度 。 引起这种运动方式的原因并不是恒星的速度本身 ， 而是黑洞周围的强引力 ， 强大的黑洞引力会略微改变恒星轨道的方向 ， 正如爱因斯坦预测的那样 。
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在2022年秋天 ， S62将进一步接近SgrA* ， 能允许天文学家更精确地观测 ， 测试相对论的影响 ， 让我们拭目以待 。
——全文完——
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