超大質量黑洞與周圍恆星上演“玫瑰舞” 再次證明愛因斯坦廣義相對論正確
甚大望遠鏡首次揭示，圍繞銀河系中央超大質量黑洞旋轉的恆星的運動軌跡與愛因斯坦廣義相對論的預測幾乎完全一致，再次證明愛因斯坦是對的。圖片來源：美國太空網
據美國太空網16日報道，歐洲科學家歷經近30年研究，首次發現圍繞銀河系中央超大質量黑洞人馬座A*旋轉恆星的行進軌跡與愛因斯坦廣義相對論的預測精準吻合，再次驗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：“廣義相對論預測，一個物體圍繞另一個物體旋轉的束縛軌道不會像牛頓力學預測的那樣呈橢圓形，而是像玫瑰花結。科學家首次在水星圍繞太陽運行的軌道上觀察到這一效應——這也是首個支持廣義相對論的證據。”
根澤爾補充說：“一百年後的今天，我們首次在繞著人馬座A*旋轉的恆星上看到同樣的效應，這項觀察性突破也進一步強化了人馬座A*是太陽質量400萬倍超大質量黑洞的證據。”
該研究小組使用位於智利的歐洲南方天文臺（ESO）的甚大望遠鏡（VLT）來追蹤一顆名為S2的恆星，該恆星繞人馬座A*旋轉，後者距地球約2.6萬光年。27年間，天文學家使用VLT的多款儀器對S2的位置和速度進行了330次測量。
研究人員稱，鑑於S2圍繞人馬座A*旋轉一週需要16個地球年，因此，如此長時間的觀察期不可或缺。觀測結果表明，S2的運動軌跡與廣義相對論的預測完全吻合，進一步觀察可能會獲得更多發現。
研究人員解釋稱：“由於S2的測量結果符合廣義相對論的預測，因此我們可以嚴格限定人馬座A*周圍不可見物質（如暗物質或可能存在的較小黑洞）數量，而這對於理解超大質量黑洞的形成和演化非常重要。”
研究人員表示，進一步觀測可能獲得更多有關黑洞的新發現。例如，即將升空的巨型望遠鏡——如ESO的極大望遠鏡（ELT），可使天文學家追蹤比S2更靠近人馬座A*的恆星。
德國科學家安德里亞斯·埃卡特補充說：“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的恆星，在完全不同尺度的情況下再次驗證廣義相對論。”
