光速8%!天文学家发现银河系运动最快恒星

在一项新研究中,天文学家发现了迄今为止已知的银河系运动速度最快的恒星。这颗恒星名为S4714,正紧密环绕银心黑洞人马座A*运转,最高速度达到惊人的24000公里/秒,即光速8%。

人马座A*是潜伏在银河系中心的超大质量黑洞,质量超过太阳400万倍,创造了无比极端的环境。因此,在这里发现任何离奇现象都不必感到太意外。

在人马座A*强大引力支配下,大量恒星俯首称臣,以扁平的椭圆轨道环绕其高速运转。这些恒星被称为S星,它们为天文学家研究人马座A*的性质提供了绝佳机会。

多年来,“距离人马座A*最近的恒星”的光荣称号属于一颗名为S2的恒星。S2环绕人马座A*运转的轨道周期约16年,最近时距离人马座A*约180亿公里,最高速度接近光速3%。

然而,就在去年,由德国科隆大学的天体物理学家弗洛里安·佩斯克(Florian Peissker)领导的团队,发现了一颗更暗淡但更接近人马座A*的恒星,名曰S62。

S62只需9.9年就可环绕人马座A*运转一周,最近时距离人马座A*仅24亿公里,比天王星到太阳的平均距离还要近,最高速度更是达到了20000公里/秒,约合光速6.7%。

这还没完!随着研究的继续,佩斯克团队之后又发现另外五颗比S2更接近人马座A*的恒星——S4711、S4712、S4713、S4714和S4715。其中,S4711和S4714尤为引人注目。

S4711是一颗年龄约1.5亿年的蓝色B型星,轨道周期非常短,仅7.6年,但轨道偏心率相对较小,最近时距离人马座A*约215亿公里。需要指出的是,就平均距离而言,S4711是已知距离人马座A*最近的恒星。

相比之下,S4714的轨道周期要长一些,约12年,但轨道偏心率高达0.985,以至于最近时距离人马座A*只有19亿公里。当S4714从最近点掠过人马座A*时,速度更是达到了惊人的24000公里/秒,即光速8%。这是人类迄今为止已知的银河系运动速度最快的恒星。

据介绍,S4711和S4714很可能是传说中的挤压体(Squeezar)

所谓挤压体,指的是天文学家2003年所预言的一类恒星,它们紧密环绕超大质量黑洞运转,每次飞掠黑洞时潮汐力都会将其部分轨道能量转化为热量。这会使恒星突然变亮,并导致轨道衰变,最终将坠入黑洞的怀抱。也就是说,挤压体紧密环绕银心黑洞暴走,在作死边缘疯狂试探。

另外,这些新发现的恒星有助于我们更好地研究人马座A*和天体物理学。比如,S2曾被多次用于验证爱因斯坦的广义相对论。接下来,天文学家将开展这方面的研究,同时探寻其他隐藏在人马座A*附近更极端的S星。

研究人员已经将这项新研究发布在《天体物理学杂志》上。