科学家刚刚发现了银河系中最快的恒星,正在以8%的光速运行

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我们发现了银河系中已知最快的恒星。在银河系中心的极端环境中,一颗新发现的名为S4714的恒星围绕着超大质量黑洞人马座a*运行。

我们发现了银河系中已知最快的恒星。在银河系中心的极端环境中,一颗新发现的名为S4714的恒星围绕着超大质量黑洞人马座a*运行。在它的轨道旅程中,S4714的速度达到光速的8%左右——绝对惊人的每秒24000公里(每秒15000英里)。但这甚至不是最令人惊奇的事。

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S4714只是目前发现的一组恒星中的一颗,它们的轨道比以前发现的任何其他恒星都要近。

这一发现不仅表明在我们银河系超大质量黑洞周围的危险的轨道上还有更多的恒星,它还为我们提供了近20年前最初提出的一种恒星类型的第一批候选恒星——那些离黑洞如此近的恒星,它们被它的潮汐力“挤压”。。与更活跃的星系中心相比,银河系中心的区域可能比较安静,但即使是静止的超大质量黑洞周围的环境也会变得相当恶劣。

研究这一区域的天文学家已经确认了许多恒星在围绕sgra的长而圆的椭圆轨道上,就像一个椭圆,黑洞在一端。这些被称为S星,我们可以用它们来探测它们所环绕的庞大的不可见物体的性质。

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(N. Vogt/NMSU)

多年来,一颗叫做S2的恒星被认为是离黑洞最近的恒星。在它最近的接近点,或者说是近心点,它16年的轨道使它离Sgr A*大约180亿公里,这种近距离接近的引力使恒星加速到光速的3%。对这个轨道的观察是非常困难的,但是去年,由德国科隆大学的天体物理学家弗洛里安·佩斯克领导的研究小组发现了一颗更暗,但也更近的恒星:S62。

它实际上在24亿公里的近月面距离上掠过中心黑洞,这比天王星和太阳的平均距离要近,当它环绕时,速度可达到每秒20000公里(12400英里),或光速的6.7%。

但佩斯克和他的团队没有停止发现的脚步,经过多年的努力,他们现在发现了5颗比S2-S4711、S4712、S4713、S4714和S4715更近的新S星。佩斯克对《科学警报》说:“我很高兴在过去的7年里,我有机会(用非常大的望远镜)观察银河系中心。”。“从那以后,我一直在研究SINFONI(近红外)数据。你需要数据简化技能,一双好眼睛,一些运气和时间。当然还有低通和高通滤波器的良好知识。”

在这些新星中,S4711和S4714是最引人注目的。S4711是一颗距今约1.5亿年的蓝色B型恒星,它的轨道周期甚至比S62还要短;它每7.6年绕Sgr a*一周一次,最近点距离为215亿公里。

虽然它的掠过距离不那么近,但它较短的轨道周期意味着它在整个轨道上与黑洞的平均距离是我们迄今为止发现的最短的。

同时,S4714的轨道周期比S4711长12年,但它的轨道极为偏心,这意味着椭圆形状被拉长;实际上,它的长度与稳定轨道的长度差不多。轨道偏心率用0到1的值来描述,0是一个完美的圆,1是逃逸轨道。S4714的轨道偏心率为0.985。

在peripapse,它掠过比S62更近的距离,距离Sgr A*约19亿公里(12亿英里)。在这种近距离接近过程中,恒星的速度达到了每秒24000公里,当它在离黑洞2500亿公里的地方摆动时速度减慢。佩斯克说,这些极端的恒星是第一批真正的挤压器候选体,早在2003年就有了理论。

天体物理学家塔尔·亚历山大和马克·莫里斯提出了一类围绕大质量黑洞的高度偏心轨道上的恒星。每次通过时,潮汐力将恒星近轨道能量的一小部分转化为热量。这,首先,使恒星比正常情况下更明亮;其次,有助于恒星的轨道衰变。换句话说,挤压星是绕轨道运行的死恒星。

“至少S4711和S4714是挤压式候选,”Peissker说,我对S4711很有把握,因为轨道元素与Tal Alexander在2003年的预测是一致的。如果得到证实,这些恒星可以帮助我们了解黑洞和它们(最终)吞噬的恒星之间的相互作用。

例如,S2最近被用来测试广义相对论,无论是恒星接近黑洞时光线的伸展方式,还是它的轨道像螺旋管一样旋转的方式,都在一些最激烈的实验中证实了爱因斯坦的理论。

佩斯克解释说:“实际上,我们距离Sgr A*近一个数量级,在它的近中心通过期间,它的速度几乎是S2的4倍。”由此,我们发现实际上S62、S4711和S4714与S2的相对论性相互作用更强。”

这些测试还没有进行,辛弗尼已经退役,因此获得观测结果可能还需要一段时间,但它肯定在天体物理雷达上。

因此,寻找更多这些近距离恒星也是如此,在Sgr A*附近可能隐藏着更多的极端速度和轨道,随着未来几年发射更强大的望远镜,包括超大望远镜,我们应该能够找到它们。这只是时间问题。

“我一直在研究银河系中心,我很确定这不是我们最后一次发表的作品,”佩斯克说道高动态环境对科学家来说就像是儿童糖果店。”

这项研究已发表在《天体物理学杂志》上。

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