14日，科隆大學(xué)發(fā)布公告稱，其科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今為止運(yùn)動最快的恒星，以每秒24000公里的速度繞著黑洞人馬座A★旋轉(zhuǎn)。相關(guān)成果發(fā)表在近日的《天體物理學(xué)雜志》上。
太陽繞銀河系中心公轉(zhuǎn)的速度約為每秒220公里，太陽系繞銀河公轉(zhuǎn)一圈需要大約2.5億年。
而在銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A★的附近有多顆恒星繞黑洞高速運(yùn)行。由于這些超快恒星非常靠近黑洞中心，過去很難發(fā)現(xiàn)它們。但是，隨著大型望遠(yuǎn)鏡和先進(jìn)的分析技術(shù)的發(fā)展，越來越多的不尋常恒星被發(fā)現(xiàn)。
來自德國科隆大學(xué)的天體物理學(xué)家弗洛里安·佩斯克博士和安德里亞斯·埃卡特教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊，參與了聯(lián)合觀測銀河系中心的項目，利用歐洲南方天文臺在智利建造的大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡獲得的近紅外數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)黑洞人馬座A★附近有多顆高速移動恒星。
此前人們已知名為S2的恒星，在黑洞人馬座A★的附近，距離黑洞約180億公里。它的公轉(zhuǎn)線速度接近每秒9000公里，約為光速的3%，15.9年就可以公轉(zhuǎn)一圈。由于過于接近黑洞，移動速度又快，因此科學(xué)家們在觀測它的時候付出了很多的努力。
2019年，佩斯克博士和他的同事發(fā)現(xiàn)一顆更暗、也更靠近銀河系中心的恒星S62。S62比S2更靠近人馬座A★，最近的時候距離這個黑洞僅24億公里，比天王星和太陽的距離還要近。由于黑洞的強(qiáng)大引力，S62擁有驚人的公轉(zhuǎn)速度，每秒約20000公里，相當(dāng)于光速的6.7%。它只需要9.9年的時間就可以公轉(zhuǎn)一圈。
得益于持之以恒的研究，以及對低通和高通濾波器的豐富知識和還原數(shù)據(jù)的能力，佩斯克博士的團(tuán)隊接連發(fā)現(xiàn)了5顆恒星比S2更接近銀河系的正中心，公轉(zhuǎn)速度也更快。科學(xué)家們借用科隆的著名香水4711的名字來為恒星命名，5顆恒星分別命名為S4711、S4712、S4713、S4714和S4715。
其中S4711公轉(zhuǎn)時間最短，只需7.6年。S4714的公轉(zhuǎn)周期約為12年，但它的偏心率已達(dá)0.985。這意味著它的軌跡是個特別扁長的橢圓。在近質(zhì)心點，也就是最靠近人馬座A★的位置上，二者之間相距僅19億公里。根據(jù)計算，在這個位置上時，S4714的公轉(zhuǎn)速度最快，可以達(dá)到每秒24000公里，相當(dāng)于光速的8%。
圍繞著黑洞進(jìn)行公轉(zhuǎn)的恒星在每次經(jīng)過近質(zhì)心點的時候，潮汐力都會將恒星的一小部分動能轉(zhuǎn)化為熱能。這一方面會讓恒星更加耀眼，另一方面會讓恒星的軌道逐漸縮小。也就是說，一顆恒星只要進(jìn)入這個軌道，它就已經(jīng)行將就木了。佩斯克指出，S4711和S4714都面臨被黑洞吞噬的命運(yùn)，S4714可能是人類歷史上觀測到的第一顆這樣的恒星。科學(xué)家可以有效地追蹤恒星在超大質(zhì)量黑洞周圍運(yùn)行的規(guī)律，以及被吞噬的過程。(記者李山)
關(guān)鍵詞： 繞黑洞公轉(zhuǎn) 恒星
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