16年等一回！2.6萬光年外的特殊恆星將用於檢驗廣義相對論

愛因斯坦創立的廣義相對論預言，宇宙中存在一種光也無法逃脫的特殊天體，它們被稱之為黑洞。正因為如此，我們才很難發現不發光的黑洞。但黑洞吞噬物質會產生強烈的電磁信號，並且它們的強大引力會對周圍天體的運動產生影響，這是尋找黑洞的方法。

在1974年，天文學家探測到從銀河系中心傳來的強烈無線電信號，由此發現了超大質量黑洞——人馬座A*，它與地球相距大約2.59萬光年。此後，天文學家在黑洞周圍發現了一顆特殊的恆星——S0-2，它的偏心率高達0.88，大約每隔16年環繞人馬座A*運動一圈。這顆恆星的運動方式可以作為人馬座A*是超大質量黑洞的有力證據，也能被用於驗證廣義相對論。

再過不久（今年春天），S0-2將運動到距離人馬座A*最近的地方，到時兩者相距僅17光時，比冥王星和太陽的距離還要遠3倍多，或者相當於地球和太陽距離的120倍。鑒於S0-2恆星獨一無二的位置，天文學家計劃用這顆恆星對廣義相對論進行測試。

人馬座A*

除了位置特殊之外，更為重要的是，最近《天體物理學雜誌》（The Astrophysical Journal）上刊載的一篇研究論文表明，S0-2是一顆單恆星，它的周圍並沒有伴星繞轉。為了檢驗愛因斯坦的理論，天文學家需要能夠對恆星的確切位置進行精確的測量。如果S0-2屬於一個雙星系統，那麼，兩顆恆星發出的光將會混合在一起，使精確測量變得不可能。

加州大學洛杉磯分校的研究人員表示：「我們已經等了16年了，我們急切地想知道這顆恆星在黑洞猛烈的引力拉扯下會如何運動。S0-2會遵循愛因斯坦的理論嗎？或者這顆恆星會違背目前已知的物理定律嗎？我們很快就會弄明白！」

S0-2正在越來越靠近人馬座A*，並且這個距離在天文學上可以算十分靠近。此外，由於人馬座A*的質量極高（430萬倍太陽質量），它的強大引力將使S0-2的速度加速到3000萬公里/小時，相當於8300公里/秒。雖然這個速度仍然遠小於光速，但對於一個巨大的恆星而言，這是相當快的。

引力井

但人馬座A*不僅僅只會加速S0-2的運動速度，如果愛因斯坦關於引力的理論是正確的，那麼這顆恆星的光也會發生變化。這是因為黑洞扭曲周圍時空，從而產生引力井。恆星發出的光進入引力井中，並再次出來，能量會出現損耗。這就像人消耗能量從一口井中爬出來一樣，由於從引力井中逃逸出來，恆星的光會失去能量。

與16年前S0-2近距離靠近黑洞不同的是，天文學家現在有了足夠精確的工具來驗證廣義相對論。如果天文學家看到了預期的效果，他們就會知道愛因斯坦的理論已經通過了又一項測試。如果不是，那麼，他們將不得不提出一個新的理論來修復漏洞。

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