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天文学家首次发现光线被黑洞拉伸

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2018-08-03 08:35  来源:科普时报  
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  天文学家在银河系中央捕捉到将恒星释放的光线拉长的巨大黑洞。这是他们追踪该恒星近30年后发现的。

  根据爱因斯坦的广义相对论,光线在强引力场作用下会出现拉伸现象,波长变长,向红波方向偏移,这被称为引力红移效应。但时至今日,它从未在黑洞附近被探测到。

  “这是朝更深入地理解黑洞迈出的一大步。”未参与该研究的荷兰拉德堡德大学天文学家Heino Falcke表示,“能发现这些效应真的非常神奇。”

  近日,一个由德国马普学会地外物理研究所科学家Reinhard Genzel领导的团队在一场新闻发布会上宣布了这项发现,并在《天文和天体物理学》杂志上报告了相关成果。该团队包括来自德国、法国、葡萄牙、瑞士、荷兰、美国和冰岛各高校及研究机构的科学家。

  自上世纪90年代初,Genzel和同事便开始追踪这颗名为S2的恒星的“旅程”。今年5月19日,S2以史上最近的距离经过该黑洞。研究人员利用包括GRAVITY在内的设备追踪了这颗恒星的路径。

  GRAVITY测量了S2在天空的移动。最快时,这颗恒星以每秒超过7600公里(接近光速的3%)的速度呼啸而过。与此同时,另一台设备研究了S2在和黑洞擦肩而过时以多快的速度向地球移动以及离开地球。将观测结果整合在一起,Genzel团队得以探测到这颗恒星的引力红移——描述其光线如何因黑洞的巨大引力被拉伸至更长的波长。此类现象同广义相对论的预测相一致。

  “我们测量的结果无法再用牛顿理论来描述了。”巴黎天文台天体物理学家Odele Straub表示。对S2的进一步观测或许能证实爱因斯坦的其他预测,比如旋转黑洞如何拖拽周围的时空并拉着它们一起移动。

  “他们的数据看上去很漂亮。”加州大学洛杉矶分校天文学家Andrea Ghez表示。

  S2绕黑洞完整绕行一周需要16年,因此两个团队都在迫切等待着今年其近距离围绕黑洞运转的情形。不过,Ghez表示,其团队计划在今年年底发表研究成果。


(责任编辑:东北科技)

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