每秒飛奔2.4萬公裡,科學家發現最快恆星,然而其命運卻是被吞噬

2020-08-15 科普大世界

宇宙中所有的天體都在以一定的速度運行,比如月球在以每秒鐘1.02公裡的速度圍繞地球運行地球,以每秒29公裡的速度圍繞太陽運行,而太陽攜帶著整個太陽系在以每秒220公裡的速度在圍繞銀河系中心運行,可見太陽的公轉速度更快,但是即便如此,它圍繞銀河系運行一周仍然需要2.5億年的時間,從恐龍滅絕直到今天,太陽剛繞行其公轉軌道的1/4長度。

那麼宇宙中的恆星的運行速度都一樣嗎?當然是不一樣的,即便在銀河系中,恆星之間的運行速度也都是不一樣的,雖然大部分恆星都遵從於銀河系運行狀態的大趨勢,但是它們的運行方向也並不完全相同,觀測發現有的恆星在靠近太陽系,有的恆星卻在遠離太陽系。

恆星的運行速度和其所處的引力場和其慣性速度有關,通常是處於更強引力場中的恆星的運行速度越快,在銀河系中最強的引力場當然是銀河系中心黑洞人馬座A*附近了,先前天文學家們對一顆名為S2的恆星觀察較為仔細,它處於銀河系中心人馬座A*的180億公裡外,仍然被天文學家們認為是「在地獄的邊緣遊蕩」,因為推測認為將來的它終有一天會被銀河系中心黑洞吞噬掉。

S2恆星與人馬座a的距離是海王星到太陽距離的4倍多,單塔圍繞人馬座a*黑洞繞行一周只需要16年時間,相比之下,海王星圍繞太陽運行一周需要165年,可見S2恆星的運行速度要比海王星快得多。計算發現S2恆星公轉運行速度接近每秒鐘9000公裡,該速度已接近光速的3%,它必須保持這樣的速度,才能不被銀河系中心黑洞吞噬。

那麼S2恆星就是運行速度最快的恆星了嗎?近期天文學家們又發現並非如此,2019年時,來自德國科隆大學天體物理學家弗洛裡安·佩斯克帶領的觀測團隊利用甚大望遠鏡發現了一顆更靠近銀河系中心的恆星——S62,其距離銀河系中心黑洞最近的時候僅24億公裡,比S2與銀河系中心黑洞的距離近多了,甚至比天王星和太陽的距離還要近,它為了不被銀河系中心黑洞吞噬,公轉速度達到了每秒2萬公裡,相當於光速的6.7%,只需9.9年便可以繞銀河系中心黑洞運行一周,而天王星繞太陽運行一周,卻需要84年。

由於黑洞的強大引力給它提供了驚人的公轉速度,竟然可以達到每秒20000公裡的速度,也就是約等於光速的6.7%,將恆星移動速度的紀錄整整翻了一倍還不止!憑藉著這樣的驚人速度,它僅僅需要9.9年的時間就可以公轉一圈。

那麼S62就是已知公轉速度最快的恆星了嗎?後來佩斯克團隊又發現了5顆比S2更接近銀河系中心黑洞人馬座a*的恆星,分別是S4711、S4712、S4713、S4714與S4715,其公轉速度都非常快,特別是S4711和S4714,前者公轉周期僅有7.6年,後者的公轉周期略長一點,大約是12年,其偏心率達到了0.985,它的運行軌道是一個十分狹長的橢圓形軌道,突然發現,當它運行到周圍靠近銀河系中心黑洞的時候,兩者的距離只有19億公裡,其速度可達每秒鐘24,000公裡,高達光速的8%,是迄今為止已知最快的恆星運行速度。

不過,雖然S4714的運行速度很快,卻仍然逃不過銀河系中心黑洞的吸附作用,在它每次經過黑洞的近質心點的時候,引力潮汐力都會將恆星的一小部分動能轉化為熱能,這個時候恆星會變得更加明亮,但是其軌道也會越來越靠向黑洞,最終它也會被黑洞吞噬掉。

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