光速8%的恒星,却无法逃离,人类将要见证它被吞噬?

地球绕着太阳公转的速度大约是每秒30千米/秒,大约是光速的万分之一,水星公转的速度则快一点,速度大约是47.9千米/秒,而太阳系绕银心速度则是240千米/秒,银河系则以600-800千米/秒的速度奔向巨引源!

但近期在《天体物理学》期刊上发表的一篇论文显示,在银心有一颗恒星正以2.4万千米/秒的速度公转,几乎就是光速的8%,这个速度着实把科学家给吓到了,但千万不要以为它将逃离银河系,反而人类可能将见证它被银心黑洞吞噬!

想逃逸?这是不可能的!

公转速度最快的恒星:S4714

银河系的中心是一个黑洞,但一直以来都缺乏有效的直接证据,这有两个问题,首先就是黑洞它就不发光,所以想要观测它几乎就不可能,然后就是我们身处银河系盘面上,除了恒星以外,还有大量的尘埃围绕着银心公转!

银道面上斑斑驳驳的阴影就是尘埃带

所以我们看银河时会看到一条并不均匀的银河,有以一些区域斑斑驳驳,似乎是一个空无一物的空间,但各位都理解错了,这些区域只是被尘埃挡住了,而人马座银心方向遮挡更厉害,因此想要直接观测到银心黑洞,那是难上加难!

人马座核心区,阴影更严重

银心黑洞的观测方法

尽管被遮挡,但科学家们依然想出了很好的办法,首先黑洞自己不发光,但它会吞噬物质,这些掉落黑洞的物质会发出从电磁波到伽马射线的所有波段辐射,其中X射线和伽马射线的穿透力还很强,在这些波段上可以透过观测到!

X射线耀斑

另一个是通过围绕银心黑洞公转的恒星发现,这些明亮的恒星的在多种观测手段情况下,仍然能追踪它们公转曲线,准确得到这个黑洞的位置,因为开普勒定律可以告诉我们,黑洞就在恒星公转椭圆轨道的其中一个焦点上。

围绕银心公转的恒星

从1995年开始,天文学家就一直在追踪银心附近的恒星运动轨迹,总共追踪了大约有十几颗恒星,通过他们的轨迹,可以非常清晰的确定银心黑洞的位置,并且科学家们根据这些恒星的质量与轨迹,准确的评估出了银心黑洞Sgr A*黑洞的质量,约为太阳质量的400万倍!

银心附近恒星的运动

在这些恒星中,有一颗非常靠近银心黑洞的S2恒星,天文学家利用智利的阿卡塔马射电望远镜对它的观测表明,S2最接近黑洞时,距离大约只有970天文单位,只需要15.9年就能公转一周,此前一直认为S2是最接近黑洞恒星!

银心黑洞的恒星的轨迹,请注意首先绕一圈的S0-2

S2的恒星轨迹有些像水星绕日轨道,它是一个极椭圆形状,当然它也会产生进动,如果将其多次公转轨道连起来,那么就是一个花瓣形状,非常漂亮!

S0-2的进动轨迹

速度最高的恒星

但2020年8月18日《天文学与天体物理学》期刊上发表的一篇论文表明,还有比S2更接近黑洞的恒星,它也比后来发现S62(速度2万千米/秒,周期9.9年)也更靠近黑洞!

在2004年至2016年发现的S4711-S4715的恒星中,德国科学家利用高通滤波后的NACO和SINFONI图像,在H+K波段(SINFONI)和K带(NACO)的数据显示,S4711的高偏心的椭圆轨道上轨道周期为7.6年,距离银心黑洞只有144天文单位!

绿色标记为S4714

但S4714的速度却更快,因为S4714的轨道偏心率高达0.985,尽管它的轨道公转周期需要12年,但它的公转极速却是高达2.4万千米/秒,这个速度相当于光速的8%!

这是已发现的恒星中公转中速度最高的,但请勿以为它会逃离黑洞,这个速度只是让它在掉入银心巨大的黑洞时速度会更慢一些而已,而且它每次靠近黑洞,都会被黑洞的超吸引力撕扯掉不少恒星物质,并且它的周期很短,因此可以说将在科学家的见证下,慢慢的被音信黑洞吞噬掉!

看着一颗恒星被黑洞撕裂,最后逐渐消失是什么感觉?估计各位去问问这个德国的科学团队就知道了!不过据这个科学团队预计,也许还有更近的恒星绕行黑洞公转,只是现在的观测条件尚未发现罢了,如果是那样的话,也许还能亲眼见到正在被撕裂的恒星,那该是多壮观的一个场面!

有趣的相对论效应

更有趣的是,如果这些恒星周围有宜居行星的话,他们在接近黑洞时的时间和远离黑洞时候的时间会相差很大,就像《星际穿越》中的米勒星球上呆一小时就会和地球时间相差很多,也许这样的情况正在S4711的恒星上发生!