甚大望遠(yuǎn)鏡首次揭示，圍繞銀河系中央超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)的恒星的運(yùn)動軌跡與愛因斯坦廣義相對論的預(yù)測幾乎完全一致，再次證明愛因斯坦是對的。圖片來源：美國太空網(wǎng)

歐洲科學(xué)家歷經(jīng)近30年研究，首次發(fā)現(xiàn)圍繞銀河系中央超大質(zhì)量黑洞人馬座A*旋轉(zhuǎn)恒星的行進(jìn)軌跡與愛因斯坦廣義相對論的預(yù)測精準(zhǔn)吻合，再次驗(yàn)證了廣義相對論的正確性。

研究合作者、德國馬克斯·普朗克外星物理學(xué)研究所所長雷因哈德·根澤爾在一份聲明中說：“廣義相對論預(yù)測，一個(gè)物體圍繞另一個(gè)物體旋轉(zhuǎn)的束縛軌道不會像牛頓力學(xué)預(yù)測的那樣呈橢圓形，而是像玫瑰花結(jié)?？茖W(xué)家首次在水星圍繞太陽運(yùn)行的軌道上觀察到這一效應(yīng)——這也是首個(gè)支持廣義相對論的證據(jù)。”

根澤爾補(bǔ)充說：“一百年后的今天，我們首次在繞著人馬座A*旋轉(zhuǎn)的恒星上看到同樣的效應(yīng)，這項(xiàng)觀察性突破也進(jìn)一步強(qiáng)化了人馬座A*是太陽質(zhì)量400萬倍超大質(zhì)量黑洞的證據(jù)。”

該研究小組使用位于智利的歐洲南方天文臺(ESO)的甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)來追蹤一顆名為S2的恒星，該恒星繞人馬座A*旋轉(zhuǎn)，后者距地球約2.6萬光年。27年間，天文學(xué)家使用VLT的多款儀器對S2的位置和速度進(jìn)行了330次測量。

研究人員稱，鑒于S2圍繞人馬座A*旋轉(zhuǎn)一周需要16個(gè)地球年，因此，如此長時(shí)間的觀察期不可或缺。觀測結(jié)果表明，S2的運(yùn)動軌跡與廣義相對論的預(yù)測完全吻合，進(jìn)一步觀察可能會獲得更多發(fā)現(xiàn)。

研究人員解釋稱：“由于S2的測量結(jié)果符合廣義相對論的預(yù)測，因此我們可以嚴(yán)格限定人馬座A*周圍不可見物質(zhì)(如暗物質(zhì)或可能存在的較小黑洞)數(shù)量，而這對于理解超大質(zhì)量黑洞的形成和演化非常重要。”

研究人員表示，進(jìn)一步觀測可能獲得更多有關(guān)黑洞的新發(fā)現(xiàn)。例如，即將升空的巨型望遠(yuǎn)鏡——如ESO的極大望遠(yuǎn)鏡(ELT)，可使天文學(xué)家追蹤比S2更靠近人馬座A*的恒星。

德國科學(xué)家安德里亞斯·埃卡特補(bǔ)充說：“我們可能會捕獲到距離黑洞足夠近因此可以感受黑洞旋轉(zhuǎn)的恒星，在完全不同尺度的情況下再次驗(yàn)證廣義相對論。”

人們進(jìn)一步了解球狀星團(tuán)的形成和演化。(記者劉霞)