星系中心混沌和N體攝動對相對論進動的影響

作者：韓文標

摘要：CliffordM．Will提出，通過觀測以很短周期（ο（0．1）a）圍繞銀河系中央超大質量黑洞旋轉的一組恒星的軌道進動，在未來的1μas甚至0．1μas的觀測精度下（從地球），能夠測量中央黑洞的自旋和質量四極矩，從而能夠檢驗廣義相對論中的黑洞無毛定理。但是，許多研究表明，在星系中央存在一個圍繞中央超大質量黑洞的恒星密度極高區域。這導致觀測目標星的軌道運動會不可避免地被其他星體的引力攝動影響。基于一個包含了一階、二階后牛頓效應，參考架拖曳效應以及黑洞的質量多極矩的完全的N體數值模擬，本文研究了N體引力相互作用對相對論進動的影響，結果發現，只要在1ms差距范圍內有一定數量的恒星，那么恒星軌道運動將不可避免地出現混沌。這種混沌現象引起的攝動將導致目標星體的軌道進動變得完全沒有規則，進而導致利用軌道進動驗證相對論在這樣的N體相互作用下很難實現。

發文機構：中國科學院上海天文臺

關鍵詞：黑洞物理星系中心混沌相對論black hole physicsGalaxy： centerchaosrelativity

分類號： P228.4[天文地球—大地測量學與測量工程][天文地球—測繪科學與技術]