世界不思議

最快星體速度達光速的8%


在我們銀河系的中心,上千顆恆星繞著銀河系中心一個巨大的黑洞運轉。其中多數恆星的軌道足夠大,符合牛頓引力和開普勒運動定律。可是有一些恆星軌道半徑太小,只能用愛因斯坦的相對論才能準確描述。

S62就是其中一顆這樣的星體,當它從最靠近黑洞的地點經過的時候,它的速度可以達到光速的8%。

盤踞在銀河系中心的超級黑洞名為人馬座A(Sgr A*),它的質量相當於400萬個太陽。天文學家根據過去幾十年裡對它周圍繞行恆星軌道的研究,計算出這個超級黑洞的質量。

近年來,隨著觀測技術的發展,天文學家能檢測黑洞周圍恆星的情況。

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以前科學家研究得較多的是一顆名為S2的恆星。它是一顆藍巨星,每16年繞行人馬座A一週。

2018年,S2抵達一個最靠近黑洞的地點,對於天文學家來說,是一個觀測相對論紅移效果的機會。如果你向空中拋出一個球,它升得越高,速度越慢。

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如果向天空發射一道光線,雖然看不出光線減速,但是引力的確損耗掉它的部分能量。因此,當光線離開引力場的時候,將產生紅移的現象。科學家在實驗室已經觀測到這個現象。

S2給了科學家一個在真實世界觀測這個現象的機會。千真萬確地,當S2抵達最靠近黑洞的位置時,S2的光線出現了紅移。

多年來,科學家以為S2是最靠近人馬座A的恆星,直到科學家發現了S62。一個科研組近期發現,S62的質量大約是太陽的兩倍,每10年繞黑洞一週。

按照他們的計算,在最靠近黑洞的時候,S62的運行速度可以達到光速的8%。這個速度快到以至於產生時間膨脹效果。S62上的一小時,大約相當於地球上的100分鐘。

由於它很靠近黑洞,S62不遵循開普勒軌道定律,而是每個週期進動10度左右。科學家發現的第一個具有這種軌道模式的天體是水星,但是幅度非常小。

在2022年秋季,S62將再次非常靠近黑洞,到時候天文學家將有機會了解更多相對論效果。

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