在銀河系中心超大黑洞周圍「跳舞」的恆星驗證了愛因斯坦的理論

2020-11-22 騰訊網

人馬座A*，銀河系中心的黑洞，距離太陽2.6萬光年，很有可能是離我們最近的超大質量黑洞的所在。它巨大的引力俘獲恆星，讓它們在其周圍的軌道上旋轉。幾十年來，天文學家一直在觀察這個區域內的一顆特定恆星，而新的研究再次驗證了愛因斯坦對引力的理論。

在周四發表在《天文學與天體物理學》雜誌上的論文中，研究人員首次揭示了一顆圍繞著人馬座A*"跳舞 "的恆星S2，其移動方式與愛因斯坦廣義相對論預測的一樣。科學家團隊利用歐洲南方天文臺位於智利阿塔卡馬沙漠的甚大望遠鏡對這顆恆星進行了長達27年的研究，希望能夠揭開位於銀河系中心巨大黑洞的神秘面紗。

牛頓的萬有引力理論曾預測恆星會以橢圓形的方式繞著黑洞運行，但研究人員發現，S2的軌道實際上像是圍繞著黑洞的一個蓮座。

"愛因斯坦的廣義相對論預言，一個物體圍繞另一個物體的約束軌道不是像牛頓萬有引力中的封閉式軌道，而是在運動平面內向前進動（這一概念指的是：一個自轉的物體受外力作用導致其自轉軸繞某一中心旋轉）。這種著名的效應——最早是在水星繞太陽的軌道上看到——是支持廣義相對論的第一個證據。"論文作者之一萊茵哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）在新聞稿中寫道。

藝術家繪製的軌道圖，為了更直觀，效果被誇大了。ESO/L.Cal ada Cal ada

"一百年後的今天，我們在銀河系中心的觀測到了同樣的運動，"他繼續說道。"這一觀測上的突破，讓我們更加確信人馬座A*是一個質量為太陽400萬倍的超大質量黑洞。"

在最近的時候，S2距離人馬座A*不到200億公裡——這個距離是太陽和地球之間的120倍——使其成為有史以來觀測到的最接近黑洞的恆星之一。由於這顆恆星每16年才完成一個繞黑洞的旋轉，因此研究人員對它的研究周期以數十年計。

S2的千變萬化的運動軌跡與愛因斯坦理論所預言的軌跡完全吻合。科學家們說，此前從未對圍繞著超大質量黑洞的恆星測量到這種被稱為施瓦茨柴爾德進動的蓮座效應。

這項研究不僅進一步證實了愛因斯坦的理論，還提供了關於射手座A*周圍區域的關鍵信息。

"由於S2的測量結果非常好地遵循了廣義相對論，我們可以嚴格地限定人馬座A*周圍存在多少不可見的物質，如暗物質或可能的較小黑洞等。科學家Guy Perrin和Karine Perraut說："這對於了解超大質量黑洞的形成和演化非常有意義。

編譯：南都記者 方軍

相關焦點

  • 超大質量黑洞周圍的恆星舞動:再次驗證了愛因斯坦廣義相對論
    一顆恆星被發現在銀河系中心的超大質量黑洞周圍跳舞，它的軌道被發現形狀不像橢圓，而是像一個玫瑰花結，正如愛因斯坦的相對論預測的那樣。S2星每16年繞銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*運行一周，距離太陽26,000光年。
  • 近日，首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行。
    外媒的《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。
  • 廣義相對論再次被驗證!黑洞周圍恆星上演「玫瑰舞」
    新浪科技訊 北京時間4月17日消息，據國外媒體報導，目前，天文學家首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行，而這顆恆星在黑洞周圍閃爍舞動，正好符合阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論的預測結果。這項最新研究報告發表在4月16日出版的《天文學與天體物理學雜誌》上。天文學家利用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡觀測到這顆恆星，發現該恆星的運行軌跡猶如玫瑰花結。
  • 恆星在黑洞周圍上演「星空舞」 再次印證愛因斯坦的相對論
    【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
  • 愛因斯坦又對了!恆星在繞著超大質量黑洞「畫花瓣」
    4 月 16 日，國外媒體曝出天文學家利用歐洲南方天文臺（ESO）的超大望遠鏡（VLT）觀測到一顆恆星在銀河系中心，環繞著超大質量的黑洞運轉著。這一發現驗證了愛因斯坦提出的廣義相對論中所預測的結果。這一期待已久的結果是在天文學家近 30 年的追蹤觀測之下，依靠近年來發展得越來越精確的科學觀測手段才最終得以實現。
  • 科學家發現,在超大質量黑洞的周圍,愛因斯坦的相對論依舊適用
    圖解: 藝術家對恆星S0-2的描述是來自於它經過了銀河系中心的超大質量黑洞。當恆星靠近超大質量黑洞時，它會經歷由愛因斯坦廣義相對論所預測的引力紅移。根據愛因斯坦的廣義相對論，重力是由質量扭曲了空間和時間引起的。
  • 與相對論契合:科學家首次觀察到一顆圍繞超大質量黑洞「跳舞」恆星
    天文學家使用超大望遠鏡，首次觀測到一顆圍繞一個超大質量的黑洞「跳舞」的恆星。這個發現與愛因斯坦廣義相對論契合。歐洲學術期刊《天文與天體物理學》雜誌4月16日發表了這份科學報告。據法國國家科學研究中心（CNRS）通過電子郵件的文告說，這項觀測是通過歐洲南方天文臺（ESO）的超大望遠鏡（VLT）重力儀器進行的。參加這個項目的科學家主要來自法國國家科學研究中心，巴黎天文臺，巴黎文理研究大學，格勒諾布-阿爾卑斯大學。
  • 天文學家印證繞銀河系中心黑洞運動的S2恆星的史瓦西旋進
    甚大望遠鏡（VLT）對銀河系中心的巨大黑洞（人馬座 A*）展開了長達 27 年的間接觀測，因其對相伴運行的多顆恆星發揮著巨大的引力效應，尤其是本文要為大家介紹的 S2 。近日，歐洲南方天文臺（ESO）的一支國際天文合作團隊得出了一個結論 —— 愛因斯坦又一次對了！（圖自：ESO / L. Calada）像黑洞這樣巨大、緻密的物體，其引力會對周圍的空間造成扭曲。當科學家在 2019 年尋找黑洞的真面目時，愛因斯坦早就預見到了這樣的可能。
  • 人類首見恆星在超大質量黑洞邊徘徊,如愛因斯坦所料花式走位
    如果一顆恆星在超大質量黑洞的邊緣「瘋狂試探」，它的走位是什麼樣？經典的牛頓引力理論認為是橢圓形，而愛因斯坦在百年前提出的廣義相對論則預測是複雜的玫瑰花形。4月16日，歐洲南方天文臺（ESO）宣布經過27年的努力，人類終於通過甚大望遠鏡（VLT）描繪出了這樣一顆繞著我們的銀河系中心黑洞運動的恆星。它的軌跡顯示，愛因斯坦又一次對了。史瓦西進動藝術示意圖事實上，我們印象中天體閉合的橢圓軌道只是一種簡單的近似結果。
  • 銀河系中心存在超大質量黑洞，那麼太陽繞著黑洞轉？
    ，周圍的時空會無限扭曲，坍縮成一個奇點，形成一種極其可怕的天體——黑洞。 經過多年的觀測，科學家們找到了黑洞存在的證據，並發現銀河系中心存在一個超大質量的黑洞，這個黑洞的質量是太陽質量的銀河系大約有上千億顆恆星，它們都繞著銀河系中心旋轉，就是因為這是它們的共同質心。
  • 愛因斯坦又對了!恆星繞銀河系黑洞的運動,符合廣義相對論的預測
    用ESO的超大望遠鏡（VLT）進行的觀測首次揭示了一顆圍繞銀河系中心超大質量黑洞運行的恆星運動。正如愛因斯坦廣義相對論所預測的那樣，它的軌道是玫瑰花形的，不像牛頓引力理論所預測的是橢圓狀。這是科學家們經過近30年來日益精確地測量，才終於揭開了隱藏在銀河系中心的龐然大物的神秘面紗。
  • Messier 87星系中心超大質量黑洞圖像分析再次驗證愛因斯坦理論
    Messier 87星系中心超大質量黑洞圖像分析再次驗證愛因斯坦理論（神秘的地球uux.cn報導）據cnBeta：外媒報導，來自EHT合作組織的研究人員於當地時間周四發表在《Physical Review Letters》上的一項研究中通過對Messier 87星系中心的超大質量黑洞的圖像的分析再次驗證了愛因斯坦的理論。
  • 超大質量黑洞與周圍恆星上演「玫瑰舞」
    來源：經濟日報據美國太空網16日報導，歐洲科學家歷經近30年研究，首次發現圍繞銀河系中央超大質量黑洞人馬座A＊旋轉恆星的行進軌跡與愛因斯坦廣義相對論的預測精準吻合，再次驗證了廣義相對論的正確性。根澤爾補充說：「一百年後的今天，我們首次在繞著人馬座A＊旋轉的恆星上看到同樣的效應，這項觀察性突破也進一步強化了人馬座A＊是太陽質量400萬倍超大質量黑洞的證據。」該研究小組使用位於智利的歐洲南方天文臺（ESO）的甚大望遠鏡（VLT）來追蹤一顆名為S2的恆星，該恆星繞人馬座A＊旋轉，後者距地球約2.6萬光年。
  • 銀河系超重黑洞周圍發現最快恆星:速度約為光速的8%
    周二發表在《The Astrophysics Journal》上的一項研究檢查了Sgr A*周圍的區域以此來找到恆星的標誌。之前的研究已經發現了數十顆恆星以極不尋常的軌道圍繞超大質量黑洞運行。這些恆星被統稱為S恆星，其中一些恆星的軌道非常接近黑洞，這使得它們很難被探測到。
  • 在銀河系中心,愛因斯坦的理論得到驗證
    環球科學 周一至周五早間 我們為你準時送上 最新鮮的全球科技資訊 ·天文學· 在銀河系中心驗證廣義相對論
  • 恆星圍繞銀河系裡的黑洞運動,再次證明了愛因斯坦是正確的
    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。「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。
  • 廣義相對論首次在超大黑洞附近獲驗證
    新華社柏林７月２６日電 又一次，愛因斯坦被證明是正確的。一個國際天文學家團隊２６日宣布，他們利用大型地面望遠鏡對銀河系中心進行觀測，第一次證實超大黑洞附近的引力場效應與廣義相對論百餘年前的預測「完美符合」。
  • 人類首次發現恆星在超大質量黑洞周圍「舞動」!這花式走位正如...
    在近 30 年的追蹤觀測之後，科學家再次驗證了廣義相對論的預測。1916 年，愛因斯坦發表廣義相對論，預言圍繞銀河系中心超大質量黑洞運行的恆星的運轉軌跡就像玫瑰花結一樣。是不是想起了童年玩過的萬花尺？約 30 年前，天文學家開始對一顆繞銀河系中心黑洞人馬座 A * 軌道運行的恆星 S2 進行持續的觀測工作。在獲得了 330 次恆星位置、速度的數據後，確定了 S2 在人馬座 A * 周圍的花式走位，再次證明了廣義相對論預測的正確性。
  • 答案只有一個:銀河系中心藏著一個超大質量黑洞
    德國科學家賴因哈德·根策爾和美國科學家安德烈婭·蓋茲則發現，在我們銀河系的中心，有一個看不見的、質量極大的天體控制著周邊恆星的軌道，目前對這個天體的唯一解釋就是一個超大質量黑洞。    愛因斯坦提出的廣義相對論顛覆了傳統的空間和時間概念。他的方程式預言了黑洞的存在：大質量的天體會使空間彎曲、時間減慢，一個超大質量的天體甚至能吞噬光線，從而形成一片「絕對黑暗」的空間，這就是黑洞。
  • 一文讀懂 2020 諾貝爾物理學獎:超越愛因斯坦的突破,黑洞和銀河系...
    隨著精確度的提高，他們成功繪製了離銀河系中心最近的最亮恆星的軌道。兩組研究人員都發現，有一種看不見但很重的物體，促使這些恆星在周圍轉圈。這個看不見的物質大約有 400 萬個太陽質量那麼重，但體積卻和我們的整個太陽系差不多。是什麼使得銀河系中心附近的恆星以如此驚人的速度旋轉呢？根據當前的引力理論，可能的解釋只有一個：那就是超大質量黑洞。