【環球網科技報導 記者 林迪】4月17日消息,據外媒《天文學與天體物理學》雜誌發表的最新研究報告顯示,天文學家利用歐洲南方天文臺望遠鏡(一款位於智利阿塔卡馬沙漠的全能望遠鏡)首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行,運行軌跡猶如舞動的「玫瑰花結」,而這也正好符合愛因斯坦廣義相對論的預測結果。
據悉,牛頓的引力理論認為,恆星運行軌道應當像一個橢圓,但事實並非如此,這種玫瑰花結的恆星軌道再次印證了愛因斯坦的廣義相對論;首次在水星軌道發現的太陽引力作用,是支持廣義相對論的第一個證據。
廣義相對論認為,宇宙空間、時間和引力存在相互作用,並且像黑洞這樣大質量天體能夠扭曲其周圍的空間,影響周圍恆星的運行軌跡。
資料顯示,人馬座A*(或簡稱為Sgr A *)是銀河系中心的一個超大質量黑洞,是太陽質量的400萬倍,距離太陽26000光年。太陽系位於銀河系一個巨大旋臂邊緣,而黑洞周圍存在高密度恆星群,最新觀測到這顆恆星就位於高密度恆星群,被命名為S2,目前,在大約125億英裡(200億公裡)的距離內與人馬座A*黑洞進行著「親密接觸」,是冥王星離太陽距離的四倍。
據了解,作為距離黑洞最近的恆星之一,當S2接近黑洞時,自身會以3%的光速運動,繞黑洞運行一周需要16個地球年。對此,天文學家追蹤觀察了27年,研究團隊總共對恆星的位置和速度進行了330次測量。
馬克斯·普朗克外星物理研究所的天文學家斯特凡·吉列森表示,「在跟蹤恆星運行了二十五年半之後,我們依靠精密測量技術發現S2在圍繞人馬座A *運行的史瓦西旋進(Schwarzschild precession)軌跡。」
該研究團隊首次在圍繞銀河系黑洞的恆星中探測到這種軌跡,但它以愛因斯坦的理論為主導的。Schwarzchild旋進是愛因斯坦理論預測的軌道,它顯示一個宇宙物體由於極大的引力和時空彎曲而在「形狀像玫瑰花結」的軌道上圍繞另一個軌道漂移。
我們可以把它想像成鐘面,時鐘的中心是一個黑洞,數字1上方的邊緣是一個像S2的星星。當S2擺動到時鐘的中心並繞過黑洞時,極重的重力和時空的曲率使它的軌道略微旋轉。它向後擺動到時鐘面的邊緣,但發現自己位於時鐘邊緣的數字「 2」上。
研究稱,廣義相對論也使我們更深入了解銀河系中心的空間環境,由於該區域被銀河系的氣體和塵埃籠罩,因此我們很難從較遠的距離進行觀測,現在對S2恆星的27年觀測驗證了廣義相對論。
對此,科隆大學天體物理學家、該論文的共同作者安德烈亞斯·埃卡特(Andreas Eckart)指出,「如果足夠幸運的話,我們可能會捕獲到距離更近的恆星,它們能夠真正感受到黑洞的旋轉,而這將成為廣義相對論完全不同的驗證。」