银河系黑洞发现最近恒星 预测相对论扭曲时空

银河系黑洞发现最接近恒星S0-102。(图/取自UCLA)

国际中心综合报导

美国天文学家发现证据,有一颗恒星在银河系中心黑洞周遭绕行,这是迄今所发现距离黑洞最近的恒星。加州大学洛杉矶分校(UCLA)科学家表示,这项发现能帮助他们检验爱因斯坦广义相对论,以及他对黑洞会如何扭曲时间空间预测

这颗恒星S0-102,正以地球时间11又1/2年的周期沿黑洞周遭轨道运行,远快于在黑洞周遭轨道上绕行的大多数恒星。大多数恒星的绕行周期都超过60年或更久。这是天文学家所发现的第2颗周期如此短的恒星,另一个恒星为S0-2,每16年绕行黑洞1周。

主要研究员Andrea Ghez自1998年发现这个黑洞起,便持续观测黑洞至今,她表示,第2个恒星位置的资料,对他们的研究至关重要,透过S0-102和S0-2两个恒星轨道,首度能够揭露黑洞附近时空实际几何形状,「这种(时空)测量,单靠1个恒星无法完成。」

如同地球和其他行星,这两颗恒星的运行轨道都呈椭圆形,表示它们与黑洞的距离定期会时远时近。Ghez与她加州大学洛杉矶分校的研究团队,希望两恒星接近黑洞时,能看到些微的轨道颤动证据,这表示恒星会受弯曲时空影响,且符合爱因斯坦理论的预测结果

之前,天文学家窥见了位于银河系以外一个超大质量、达太阳62亿倍黑洞的最内圈边界,这个观测已达到了距离黑洞边界前所未见地极近距离。也估算出物质在临此边界多近的范围内,仍可保持稳定轨道、不被吸入。(右图:史上最近距离看遥远黑洞,取自中研院天文网)

黑洞是在大质量恒星死亡后,天体发生坍塌而成,它具有相当强的重力场,能吸取一切的物质与能量,强到连光子也无法逃脱。黑洞的界限就是所谓的「事件平面」,半径取决于黑洞物质的总质量。

台北市立天文馆网站介绍,一颗质量与太阳相当的黑洞直径约5公里,质量为太阳100倍的黑洞直径也不过500公里,若质量只有木星大小,约太阳的1/1000,其直径仅2.5公尺。黑洞不会放出光,所以它们真的是黑的,黑洞也不会主动地去吸取星体或物质,必须是其轨道与黑洞相交才会被吸入黑洞。