【原】速度達到光速8%，科學家發現迄今為止最快恒星，就在超級黑洞旁邊

姿勢分子_ 2021-03-22

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根據科學家的觀測，在地球繞太陽公轉的同時，太陽也帶動著整個太陽系在繞銀河系公轉。太陽繞銀河系中心公轉的速度約為每秒220公里，是地球公轉速度的7倍以上。即便如此，太陽系繞銀河公轉一圈也需要大約2.5億年。

不過，宇宙中比太陽移動速度快的恒星比比皆是。比如一顆名為S2的恒星，在銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*的附近，走在“地獄”的邊緣。盡管距離這個黑洞有足足180億公里，是日地距離的120倍，但它僅僅需要16年就可以公轉一圈。如果它比這個速度慢，就很有可能無法逃脫黑洞恐怖的引力，最終被黑洞吞噬。

為了免于被黑洞吞噬，S2必須保持極高的速度。根據計算，它的公轉線速度接近每秒9000公里，也就是達到了光速的3%。由于過于接近黑洞，移動速度又快，因此科學家們在觀測它的時候付出了很多的努力。

長期以來，S2始終保持著距離人馬座A*最近的距離。不過，就在去年，它的這個紀錄被打破了。來自德國科隆大學天體物理學家弗洛里安·佩斯克（Florian Peissker）所領導的一支科研團隊，發現了一顆更暗、也更靠近銀河系中心的恒星——S62。

S62比S2更靠近人馬座A*，最近的時候距離這個黑洞僅24億公里，比天王星和太陽的距離還要近。由于黑洞的強大引力，給它提供了驚人的公轉速度，竟然可以達到每秒20000公里的速度，也就是約等于光速的6.7%，將恒星移動速度的紀錄整整翻了一倍還不止！憑借著這樣的驚人速度，它僅僅需要9.9年的時間就可以公轉一圈。

佩斯克的發現沒有止步于此，他們在接下來的觀測中，發現了多顆這樣的高速移動恒星，其中5顆比S2更接近銀河系的正中心，公轉速度也更加驚人，分別是S4711、S4712、S4713、S4714和S4715。

佩斯克興奮地說：“我很慶幸自己有機會在過去的7年間參與到了（與甚大望遠鏡）聯合觀測銀河系中心的項目中，從那個時候開始，我就一直鉆研SINFONI的（近紅外）數據。你要有還原數據的本領、敏銳的眼光、碰些運氣以及時間成本。當然，對低通濾波器及高通濾波器的豐富知識也是必不可少的。”

正是憑借著這些因素，佩斯克才取得了突破，發現了這些行走在刀刃上的恒星。其中，S4711和S4714尤其值得注意。

S4711是一顆B型恒星，也就是藍色的大質量恒星，年齡約為1.5億年。雖然它的近質心點有215公里那么遠，但是公轉周期僅有7.6年，可見它與黑洞之間的平均距離是非常近的。

相比之下，S4714的公轉周期略長一點，大約是12年。但是，它的偏心率是非常大的。我們知道，天體之間的公轉軌道都不是正圓，而是橢圓形的，衡量其形狀的重要指標就是偏心率，偏心率越大，橢圓越扁。當一個橢圓的偏心率為0時，其實它的形狀就是正圓；而偏心率為1則意味著它是個無限長的橢圓，或者說已經不是橢圓了，對于天體來說，這意味著它已經達到了逃逸速度。而S4714的偏心率達到了驚人的0.985，可見它的軌道有多么扁。

在近質心點，也就是最靠近人馬座A*的位置上，二者之間相距僅19億公里，也就是日地距離的12.67倍。根據開普勒行星定律可以知道，在這個位置上時，S4714的公轉速度也最快。根據計算，此時它的速度竟然可以達到每秒24000公里，是光速的8%！

對于這樣一個瘋狂運行的恒星，科學家們表示十分震驚，此前我們從未發現過如此高速的恒星。佩斯克指出，這就是多年以前科學家提出的一種叫做squeezar的天體的典型代表。

2003年的時候，天體物理學家塔爾·亞歷山大和馬克·莫里斯就提出：宇宙中有一些緊緊圍繞著黑洞進行公轉的恒星，并稱之為squeezar。在每次經過近質心點的時候，潮汐力都會將恒星的一小部分動能轉化為熱能。這一方面會讓恒星更加耀眼，另一方面會讓恒星的軌道逐漸縮小。也就是說，一顆恒星只要進入這個軌道，它就已經行將就木了。

佩斯克指出，S4711和S4714都是squeezar的候選者，而后者的身份尤其無可爭議，它是人類歷史上觀測到的第一顆squeezar。