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一颗类日恒星近距离掠过超大质量黑洞的示意图。图片来源:欧洲南方天文台(ESO)、欧洲空间局哈勃望远镜(ESAHubble)、M.Kornmesser
银河系中心黑洞附近的一颗快速移动的恒星可以在异常极端的条件下测试引力。
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广义相对论对引力的描述异常精确,但大多数日常计算并不需要它。牛顿的万有引力定律足够精确,足以引导航天器穿越太阳系,并描述环绕银河系中心超大质量黑洞人马座A运行的大多数恒星的运动。
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爱因斯坦的理论预测了牛顿理论所没有的效应,包括引力波,但这两种模型在许多情况下产生的结果几乎相同。区分广义相对论与其他相对论性引力理论则更加困难,因为它们的预测仅在极端条件下才会有所不同。最近发现的一颗恒星可能提供了一个测试这些边界的罕见机会。
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一颗恒星进入引力的极端状态
这颗恒星被称为S301,因为它是S星群中第301个被确认的成员,该星群围绕人马座A运行。S301的质量略大于太阳,每8.7年完成一次轨道运行,这是已知所有S星中最短的周期,并且它沿着一条高度拉长的轨道运行。
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最接近时,它会经过大约140个SagA半径的范围,相当于约24天文单位。如果SagA取代太阳,其事件视界将刚好位于水星轨道内侧,而S301在最接近时会在天王星和海王星的轨道之间运行。此时,这颗恒星的速度将达到光速的8%以上。
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它的轨道放大了相对论效应
这使得S301成为我们观测到的相对论效应最显著的恒星。它将让我们能够测试广义相对