(ESO/M. Parsa/L. Calçada)
几个月后,天文学家将把他们的望远镜瞄准人马座 A*,即超大质量行星。在我们银河系的中心。
那是因为它将受到一颗紧密轨道运行的恒星的嗡嗡声 - 为测试爱因斯坦的理论提供了另一个背景。
这颗恒星被称为 S0-2,是一类被称为“S0-2”的恒星之一。S 星(不要与S型星)紧密围绕 Sgr A* 运行,估计其质量约为 430 万个太阳。
但S0-2很特别。它是在椭圆轨道上距离黑洞最近的两颗恒星之一,这意味着当它每 16 年绕一圈时,它很可能会显示出黑洞巨大引力的影响。
根据广义相对论,受强引力场影响的光会被拉伸或红移。轨道也会发生变化,轨迹会发生微小的变化。
加州大学洛杉矶分校的研究人员表示,随着 S0-2 在距离银河系中心 17 光时(大约是太阳与海王星之间距离的四倍)处最接近,加速到光速的 3%银河中心群将仔细观察这些变化是否发生。
如果他们这样做了,他们将再次证实广义相对论。
现在,由于一项新的研究,我们知道可以进行测量。这里有一个潜在的复杂情况——如果 S0-2 是一颗双星,不是一颗星,而是两颗怎么办?这将使即将进行的测量变得复杂。
根据这项研究,研究人员对 S0-2 作为潜在的双星进行了首次光谱分析,它很可能只是一颗恒星,质量约为太阳的 15 倍。如果它确实有一个伴星,那么这个伴星太小,不会对计划中的观测产生影响。
“这将是同类测量中的首次,”共同作者 Tuan Do 说银河中心小组副主任。
“重力是最不经过充分测试的。到目前为止,爱因斯坦的理论已经出色地通过了所有其他测试,因此如果测量到偏差,肯定会引发很多关于引力本质的问题!”
S0-2 之所以令人着迷,不仅因为它对相对论有影响——整个 S 星团都很奇特。
从恒星角度来看,它们相当年轻,这意味着它们一定是在人马座 A* 附近的恶劣环境中形成的,那里黑洞的潮汐力可以将恒星形成区域撕裂——所以它们是如何形成的仍然未知一个谜。
这可能意味着还有另一种我们还不知道的恒星形成机制。
研究人员已自 1992 年起观测 S0-2,这意味着它最近的轨道之前已经被观测到。事实上,它被用来构成人马座 A* 存在的证据,但所使用的仪器不够灵敏,无法观察到恒星光线中的引力红移。
但从那时起,我们用于研究太空的技术已经经历了 16 年的改进。
“我们为此等了16年”主要作者 Devin Chu 说。 “我们急切地想知道这颗恒星在黑洞的猛烈引力作用下会如何表现。S0-2 会遵循爱因斯坦的理论,还是这颗恒星会违反我们当前的物理定律?我们很快就会知道!”
S0-2 预计将于 2018 年中期通过 Sgr A*。
同时,该团队的论文详细介绍了他们对恒星的分析,可以在天体物理学杂志。