14日,科隆大學發布公告稱,其科學家發現迄今為止運動最快的恒星,以每秒24000公里的速度繞著黑洞人馬座A★旋轉。相關成果發表在近日的《天體物理學雜志》上。

太陽繞銀河系中心公轉的速度約為每秒220公里,太陽系繞銀河公轉一圈需要大約2.5億年。

而在銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A★的附近有多顆恒星繞黑洞高速運行。由于這些超快恒星非常靠近黑洞中心,過去很難發現它們。但是,隨著大型望遠鏡和先進的分析技術的發展,越來越多的不尋常恒星被發現。

來自德國科隆大學的天體物理學家弗洛里安·佩斯克博士和安德里亞斯·埃卡特教授領導的科研團隊,參與了聯合觀測銀河系中心的項目,利用歐洲南方天文臺在智利建造的大型光學望遠鏡獲得的近紅外數據,發現黑洞人馬座A★附近有多顆高速移動恒星。

此前人們已知名為S2的恒星,在黑洞人馬座A★的附近,距離黑洞約180億公里。它的公轉線速度接近每秒9000公里,約為光速的3%,15.9年就可以公轉一圈。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。

2019年,佩斯克博士和他的同事發現一顆更暗、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,S62擁有驚人的公轉速度,每秒約20000公里,相當于光速的6.7%。它只需要9.9年的時間就可以公轉一圈。

得益于持之以恒的研究,以及對低通和高通濾波器的豐富知識和還原數據的能力,佩斯克博士的團隊接連發現了5顆恒星比S2更接近銀河系的正中心,公轉速度也更快。科學家們借用科隆的著名香水4711的名字來為恒星命名,5顆恒星分別命名為S4711、S4712、S4713、S4714和S4715。

其中S4711公轉時間最短,只需7.6年。S4714的公轉周期約為12年,但它的偏心率已達0.985。這意味著它的軌跡是個特別扁長的橢圓。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。根據計算,在這個位置上時,S4714的公轉速度最快,可以達到每秒24000公里,相當于光速的8%。

圍繞著黑洞進行公轉的恒星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都面臨被黑洞吞噬的命運,S4714可能是人類歷史上觀測到的第一顆這樣的恒星。科學家可以有效地追蹤恒星在超大質量黑洞周圍運行的規律,以及被吞噬的過程。(記者李山)