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当双星系统接近黑洞时,其中一颗恒星是否有机会以光速被甩出去?

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宇宙 609 0 2017-11-22 22:11:31
当双星系统被吸入黑洞的时候其中一颗恒星不是有机率会被以接近光速的速度甩出去么,迄今为止人类有没有观测到这种现象呢?简单答案是:存在将双星系统中的恒星加速的机制,然而远达不到光速。

进阶答案是:
首先,我们需要了解一个天文学名词:超高速星
DSC0000.png 上图展示了双星系统中的一颗恒星是如何摇身一变,成为超高速星:一个双星系统靠近 DSC0001.png
太阳质量黑洞,其中一颗恒星被黑洞俘获,另一颗则被以高达4000 km/s的速度“弹”了出去。

所以,的确存在“可行的机制”将恒星加速为超高速星

那么问题是,这种超高速星的最大速度能不能接近光速?

计算速度的方程式为:
DSC0002.jpg 如果想将恒星加速到接近光速,则方程中黑洞质量M,双星系统质量m,双星初始轨道速度 DSC0003.png 等值该如何确定呢?
上图为银河系旋转曲线,以此推断的量级为 km/s;同时M的量级取已知最大为,m的量级取已知最小为。

因此,超高速星的速度在到 km/s之间,显然离光速差的还远!

实际观测情况又如何呢?
从上图可以看出,已发现的超高速星速度其实并不高,甚至还不到10^3 km/s。

所以,对于题主的问题“当双星系统被吸入黑洞的时候其中一颗恒星不是有机率会被以接近光速的速度甩出去么,迄今为止人类有没有观测到这种现象呢?”
答案是:存在将双星系统中的恒星加速的机制,然而远达不到光速。

参考文献:
https://webhome.weizmann.ac.il/home/tal/Workshop09/talk_files/Rossi.pdf
https://arxiv.org/pdf/1401.5063v2.pdf

————————————分割线————————————

对于@rendzofing 的评论:相当于谁的速度呢,2个较远星系恒星相对速度能不能接近光速,a相当于b有速度,b又相当于c有速度。。这是一个很容易令人迷惑的问题,也是一个挺有意思的问题!下面对此问题进行简单的补充回答:


宇宙中的确会存在“两个星系之间的相对速度超过光速”,但这并不违反爱因斯坦的相对论!因为这样的“超光速”实际上是由宇宙或者说空间本身的膨胀所导致。

假设两个星系A和B,其中各自包含的恒星分别为a和b,我们当然可以说“由于星系A和B之间的相对速度接近甚至超过光速,那么恒星a和b的相对速度也是接近甚至超过光速的”。同时,我们知道宇宙中的星系“离我们越远,远离我们的速度越快”,所以上述“相对速度接近甚至超过光速的星系A和B之间距离非常遥远”研究恒星a和b之间的相对运动即不可行也毫无意义!

回到本题来说,恒星a和b并不构成“双星系统”,所以@rendzofing 的评论所提情况和题主的问题并不是一回事……编辑于 2017-02-16谢邀,没有,但是有观测到速度非常高貌似是接近光速的恒星,双星系统被吸入黑洞是对这种速度成因的一个猜想解释。
以上是我记忆中的,没有查证。发布于 2016-06-27还以光速甩出去?光速什么速度,每秒接近30万公里?不可能以这种速度甩出去。发布于 2017-03-09
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