摘要:通过预测恒星运行轨道并与观测结果相比较,研究人员就能确认银心超大质量黑洞是否还有另一个“同伴”。恒星S0-2是一颗在银心超大质量黑洞附近运行的恒星,大约每16年绕人马座A*一圈。

超大质量黑洞是宇宙最神秘和最极端的天体,它的引力如此之强以至于光都无法逃脱。通常来说,每个星系的中心都有一个超大质量黑洞。潜伏在银河系中心的超大质量黑洞被称为人马座A*,其质量约为太阳的400万倍。

超大质量黑洞在宇宙中经常成对出现,因此科学家推测人马座A*附近有可能存在另一个黑洞——两个巨大的黑洞围绕彼此之间的质心旋转,将整个银河系锁定在复杂的“舞蹈”之中。

20多年来,科学家一直在观测人马座A*附近的众多星团。通过监测恒星运行轨道,研究人员得以确认超大质量黑洞的存在并计算其精确质量。最新研究显示,人马座A*附近有可能存在第二个黑洞,其质量相当于10万颗太阳。

加利福尼亚大学洛杉矶分校物理与天文学副教授Smadar Naoz表示,如果银河系中心存在双黑洞系统,那么每个黑洞对会对周围的恒星施加自己的引力并使它们改变轨道。换句话说,一颗恒星在绕二元黑洞运行一周后,将无法精确回到其初始位置。通过预测恒星运行轨道并与观测结果相比较,研究人员就能确认银心超大质量黑洞是否还有另一个“同伴”。

恒星S0-2是一颗在银心超大质量黑洞附近运行的恒星,大约每16年绕人马座A*一圈。通过分析它的运行轨迹,科学家排除了人马座A*周围200 A.U.(即太阳与地球距离的200倍)范围内存在10万颗以上太阳质量黑洞的可能性。

2018年5月,代号为S0-2的恒星从银心超大质量黑洞旁边掠过,最近处仅相当于地球与太阳距离的130倍。根据爱因斯坦的广义相对论,科学家首次观测到超大质量黑洞附近的引力红移。16年之后,S0-2将再次靠近人马座A*,除了检验广义相对论的更多预测之外,科学家还希望能够检测到二元黑洞发出的引力波,也许到那时,银心超大质量黑洞是否“孤单”的谜团就能彻底揭开。

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