銀河系黑洞發現最近恆星 預測相對論扭曲時空

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▲銀河系黑洞發現最接近恆星S0-102。(圖/取自UCLA)

國際中心/綜合報導

美國天文學家發現證據,有一顆恆星在銀河系中心黑洞周遭繞行,這是迄今所發現距離黑洞最近的恆星。加州大學洛杉磯分校(UCLA)科學家表示,這項發現能幫助他們檢驗愛因斯坦廣義相對論,以及他對黑洞會如何扭曲時間和空間的預測。

這顆恆星S0-102,正以地球時間11又1/2年的週期沿黑洞周遭軌道運行,遠快於在黑洞周遭軌道上繞行的大多數恆星。大多數恆星的繞行週期都超過60年或更久。這是天文學家所發現的第2顆週期如此短的恆星,另一個恆星為S0-2,每16年繞行黑洞1周。

主要研究員Andrea Ghez自1998年發現這個黑洞起,便持續觀測黑洞至今,她表示,第2個恆星位置的資料,對他們的研究至關重要,透過S0-102和S0-2兩個恆星軌道,首度能夠揭露黑洞附近時空的實際幾何形狀,「這種(時空)測量,單靠1個恆星無法完成。」

如同地球和其他行星,這兩顆恆星的運行軌道都呈橢圓形,表示它們與黑洞的距離定期會時遠時近。Ghez與她加州大學洛杉磯分校的研究團隊,希望兩恆星接近黑洞時,能看到些微的軌道顫動證據,這表示恆星會受彎曲時空影響,且符合愛因斯坦理論的預測結果。

之前,天文學家窺見了位於銀河系以外一個超大質量、達太陽62億倍黑洞的最內圈邊界,這個觀測已達到了距離黑洞邊界前所未見地極近距離。也估算出物質在臨此邊界多近的範圍內,仍可保持穩定軌道、不被吸入。(右圖:史上最近距離看遙遠黑洞,取自中研院天文網)

黑洞是在大質量恆星死亡後,天體發生坍塌而成,它具有相當強的重力場,能吸取一切的物質與能量,強到連光子也無法逃脫。黑洞的界限就是所謂的「事件地平面」,半徑取決於黑洞物質的總質量。

據台北市立天文館網站介紹,一顆質量與太陽相當的黑洞直徑約5公里,質量為太陽100倍的黑洞直徑也不過500公里,若質量只有木星大小,約太陽的1/1000,其直徑僅2.5公尺。黑洞不會放出光,所以它們真的是黑的,黑洞也不會主動地去吸取星體或物質,必須是其軌道與黑洞相交才會被吸入黑洞。

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