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银河系里跑得最快的星星出现了,每秒2.5万公里,它到底藏着什么秘密? 8月19号

银河系里跑得最快的星星出现了,每秒2.5万公里,它到底藏着什么秘密?
8月19号,国际顶级学术期刊《自然》杂志发表了一篇研究,德国马克斯·普朗克地外物理研究所的科学家团队在银河系中心发现了一颗跑得特别快的恒星,命名为S301。

这颗星星到底有多快?每秒2.5万公里。咱们平时坐的民航客机,时速大概900公里,换算成每秒也就250米。S301的速度是民航客机的10万倍。

光速是每秒30万公里,S301的速度超过了光速的8%。换句话说,它一秒钟能跑出地球到月球距离的大约六分之一。

这颗星星在哪儿跑呢?在银河系正中心。那里有一个超大质量黑洞,科学家管它叫人马座A*,大约是太阳质量的430万倍。

S301就是绕着这个黑洞转,转一圈只需要8.7个地球年。它离黑洞最近的时候只有12个天文单位,一个天文单位就是地球到太阳的距离,差不多就是土星到太阳那么远。

可能有人要问了,以前不是也发现过绕着这个黑洞转的星星吗?没错,科学家以前发现过一颗叫S2的恒星,速度接近每秒9000公里,大约是光速的3%。但S301比S2快了三倍左右,而且离黑洞的距离只有S2的十分之一。

那么这颗星星为什么能跑这么快?纯粹是重力在起作用。黑洞质量太大,引力强得难以想象。任何东西离它越近,被它拽着跑的速度就越快。

就像抡石头,绳子越短转得越快。S301离黑洞这么近,自然就被加速到了这个程度。

但我觉得,这次发现真正的价值不在于“跑得最快”这个名头,而在于它能帮科学家做一件更重要的事情——测量这个黑洞到底转不转、转多快。

科学家早就知道这个黑洞有多重了,但黑洞还有一个关键属性叫自旋,也就是它自身在不在旋转。

根据爱因斯坦的广义相对论,如果黑洞在旋转,它会像搅拌蜂蜜一样把周围的空间和时间都带着一起转,这种效应叫“参考系拖拽”。

问题是这种效应离黑洞越远就越弱,以前那颗S2恒星离黑洞还是太远,测不出来。但S301离得足够近,近到能感受到黑洞旋转带来的空间扭曲。

科学家只要持续追踪它的轨道变化,就有望在未来十年左右测出这个黑洞到底转不转、转多快。我琢磨着,这事儿确实了不起。

咱们普通人平时根本感觉不到空间和时间有什么扭曲,但在这颗星星身边,空间和时间确确实实被黑洞拧着走,这不是科幻小说,是实实在在的物理现象。

在我看来,这次发现说明人类的观测技术又上了一个台阶。S301这颗恒星非常暗弱,科学家用的是欧洲南方天文台在智利的甚大望远镜干涉仪,2023年才第一次捕捉到它的身影。

能把这么暗的星星找出来还能算出轨道,这本身就很不简单。同时我觉得,科学探索有时候真的需要耐心。

科学家从1990年代就开始追踪银河系中心附近的恒星了,S2这颗星星跟了三十多年,跟了超过两圈完整的轨道。

现在发现了S301,要测出黑洞的自旋又得再等十年到十五年。这种“慢功夫”特别值得尊敬。

我更想说的是,这颗星星其实在帮我们回答一个根本问题:我们对宇宙的理解到底对不对。

爱因斯坦的广义相对论提出一百多年了,在很多场合都被验证过。但每一次新的、更极端的验证,都是在检验这个理论的边界。

如果将来测出来的黑洞自旋和广义相对论预测的不一样,那科学就得改写。当然目前科学家并不认为会出现这种情况,但这种“较真”的精神正是科学最可贵的地方。

有人可能会担心,这颗星星离黑洞那么近,会不会被吸进去?研究团队的科学家说了,不用担心。黑洞不是吸尘器,不会把周围所有东西都吞掉。

S301有自己的轨道,只要轨道稳定就会一直这么转下去。它最近的时候离黑洞还有12个天文单位,而黑洞的“事件视界”(也就是有去无回的边界)半径要小得多,所以这颗星星是安全的。

我觉得这件事给咱们普通人的启示也挺实在的。宇宙这么大,人类能观察到的东西很有限。但就是靠着一代又一代科学家,拿着越来越好的设备,一点一点地看、一年一年地跟,才能把那些藏在黑暗里的秘密慢慢揭开。