(ESO/M. Parsa/L. Calçada)
幾個月後,天文學家將把他們的望遠鏡瞄準人馬座 A*,即超大質量行星。在我們銀河系的中心。
那是因為它將受到一顆緊密軌道運行的恆星的嗡嗡聲 - 為測試愛因斯坦的理論提供了另一個背景。
這顆恆星被稱為 S0-2,是一類被稱為「S0-2」的恆星之一。S 星(不要與S型星)緊密圍繞 Sgr A* 運行,估計其質量約為 430 萬個太陽。
但S0-2很特別。 它是在橢圓軌道上距離黑洞最近的兩顆恆星之一,這意味著當它每 16 年繞一圈時,它很可能會顯示黑洞巨大引力的影響。
根據廣義相對論,受強重力場影響的光會被拉伸或紅移。 軌道也會發生變化,軌跡會發生微小的變化。
加州大學洛杉磯分校的研究人員表示,隨著 S0-2 在距離銀河系中心 17 光小時(大約是太陽與海王星之間距離的四倍)最接近,加速到光速的 3%銀河中心群將仔細觀察這些變化是否發生。
如果他們這樣做了,他們將再次證實廣義相對論。
現在,由於一項新的研究,我們知道可以進行測量。 這裡有一個潛在的複雜情況——如果 S0-2 是一顆雙星,不是一顆星,而是兩顆怎麼辦? 這將使即將進行的測量變得複雜。
根據這項研究,研究人員對 S0-2 作為潛在的雙星進行了首次光譜分析,它很可能只是一顆恆星,質量約為太陽的 15 倍。 如果它確實有一個伴星,那麼這個伴星太小,不會對計劃中的觀測產生影響。
“這將是此類測量中的首次,”共同作者 Tuan Do 說銀河中心小組副主任。
「重力是最不經過充分測試的。 到目前為止,愛因斯坦的理論已經出色地通過了所有其他測試,因此如果測量到偏差,肯定會引發很多關於引力本質的問題!
S0-2 之所以令人著迷,不僅因為它對相對論有影響——整個 S 星團都很奇特。
從恆星角度來看,它們相當年輕,這意味著它們一定是在人馬座 A* 附近的惡劣環境中形成的,黑洞的潮汐力可以將恆星形成區域撕裂——所以它們是如何形成的仍然未知一個謎。
這可能意味著還有另一種我們還不知道的恆星形成機制。
研究人員已自 1992 年起觀測 S0-2,這意味著它最近的軌道之前已經被觀測到。 事實上,它被用來構成人馬座 A* 存在的證據,但所使用的儀器不夠靈敏,無法觀察到恆星光線中的引力紅移。
但從那時起,我們用於研究太空的技術已經經歷了 16 年的改進。
“我們為此等了16年”主作者 Devin Chu 說。 「我們急切地想知道這顆恆星在黑洞的猛烈引力作用下會如何表現。S0-2 會遵循愛因斯坦的理論,還是這顆恆星會違反我們當前的物理定律?我們很快就會知道! 」
S0-2 預計將於 2018 年中期通過 Sgr A*。
同時,團隊的論文詳細介紹了他們對恆星的分析,可以在天體物理學雜誌。