愛因斯坦的廣義相對論剛剛通過了一場黑洞測試。
一項新的研究報告稱,在銀河系中心的超大質量黑洞人馬座a *軌道上,一顆恆星的運動與廣義相對論的預測完全吻合。愛因斯坦的廣義相對論預言,一個物體圍繞另一個物體的束縛軌道不是封閉的,不像牛頓引力那樣,而是在運動平面上向前進。這一著名的效應——首次在水星圍繞太陽的軌道上被發現——是支持廣義相對論的第一個證據,
一百年後,我們現在已經在圍繞緻密射電源人馬座a *的運動中發現了同樣的效應,」Genzel補充道。「這一觀測上的突破加強了人馬座A*一定是一個質量是太陽400萬倍的超大質量黑洞的證據。
上面圖片:歐洲南部天文臺在智利的超大型望遠鏡進行的觀測首次揭示出,繞銀河系中心超大質量黑洞運動的一顆恆星正像愛因斯坦的廣義相對論所預測的那樣運動。它的軌道形狀像玫瑰花結,而不是牛頓萬有引力理論所預言的橢圓。這種效應被稱為施瓦茨希爾德進動,以前從未對過大質量黑洞周圍的恆星進行過測量。這位畫家的印象說明了這顆恆星的進動,並誇大了其效果,以便於對其進行可視化處理。
天文學家從來沒有測量過圍繞超大質量黑洞旋轉的恆星的史瓦西歲差直到現在。該研究小組利用位於智利的歐洲南方天文臺(ESO)的超大望遠鏡(VLT)追蹤了一顆名為S2的恆星,該恆星圍繞人馬座a *旋轉,距離地球約26,000光年。在27年的時間裡,天文學家使用多種VLT儀器對S2的位置和速度進行了330多次測量。(其中一種儀器叫做「重力」,這給了研究小組一個名字:「重力協作」。)
這樣一個長時間的觀測窗口是獲取S2進動的必要條件,因為該恆星繞人馬座a *運行一周需要16個地球年。研究人員說,觀測到的歲差與廣義相對論的預測完全吻合,這可能會導致未來的進一步發現。這對於理解超大質量黑洞的形成和演化具有重大意義。
其中一顆名為S2的Uhese slars每16年繞軌道運行一次,而且正非常靠近Ma中的黑洞。今天(4月16日)發表在《天文學與天體物理學》雜誌網絡版上的這項新研究可能預示著更令人興奮的黑洞洞見的到來。研究人員說,例如,未來的超級天文望遠鏡,如歐洲南方天文臺的超大望遠鏡,可以讓天文學家追蹤比S2更接近人馬座A*的恆星
研究小組成員、德國科隆大學的安德烈亞斯·埃卡特說:「如果我們幸運的話,我們可能會捕捉到足夠近的恆星,讓它們能夠真正感受到黑洞的旋轉和自旋。」「這將再次成為檢驗相對論的一個決定性證據。」