超大质量黑洞与周围恒星上演“玫瑰舞”

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超大质量黑洞与周围恒星上演“玫瑰舞”

甚大望远镜首次揭示,围绕银河系中央超大质量黑洞旋转的恒星的运动轨迹与爱因斯坦广义相对论的预测几乎完全一致,再次证明爱因斯坦是对的。

图片来源:美国太空网

科技日报北京4月19日电 (记者刘霞)据美国太空网16日报道,欧洲科学家历经近30年研究,首次发现围绕银河系中央超大质量黑洞人马座A*旋转恒星的行进轨迹与爱因斯坦广义相对论的预测精准吻合,再次验证了广义相对论的正确性。

研究合作者、德国马克斯·普朗克外星物理学研究所所长雷因哈德·根泽尔在一份声明中说:“广义相对论预测,一个物体围绕另一个物体旋转的束缚轨道不会像牛顿力学预测的那样呈椭圆形,而是像玫瑰花结。科学家首次在水星围绕太阳运行的轨道上观察到这一效应——这也是首个支持广义相对论的证据。”

根泽尔补充说:“一百年后的今天,我们首次在绕着人马座A*旋转的恒星上看到同样的效应,这项观察性突破也进一步强化了人马座A*是太阳质量400万倍超大质量黑洞的证据。”

该研究小组使用位于智利的欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)来追踪一颗名为S2的恒星,该恒星绕人马座A*旋转,后者距地球约2.6万光年。27年间,天文学家使用VLT的多款仪器对S2的位置和速度进行了330次测量。

研究人员称,鉴于S2围绕人马座A*旋转一周需要16个地球年,因此,如此长时间的观察期不可或缺。观测结果表明,S2的运动轨迹与广义相对论的预测完全吻合,进一步观察可能会获得更多发现。

研究人员解释称:“由于S2的测量结果符合广义相对论的预测,因此我们可以严格限定人马座A*周围不可见物质(如暗物质或可能存在的较小黑洞)数量,而这对于理解超大质量黑洞的形成和演化非常重要。”

研究人员表示,进一步观测可能获得更多有关黑洞的新发现。例如,即将升空的巨型望远镜——如ESO的极大望远镜(ELT),可使天文学家追踪比S2更靠近人马座A*的恒星。

德国科学家安德里亚斯·埃卡特补充说:“我们可能会捕获到距离黑洞足够近因此可以感受黑洞旋转的恒星,在完全不同尺度的情况下再次验证广义相对论。”

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