歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡干涉儀（VLTI）獲得了迄今為止銀河系中心超大質(zhì)量黑洞周圍區(qū)域最深、最清晰的圖像。新圖像的放大倍數(shù)是之前的20倍。這一突破也讓天文學(xué)家在銀心黑洞附近發(fā)現(xiàn)了一顆從未見過(guò)的恒星。通過(guò)跟蹤它的運(yùn)行軌道，研究小組對(duì)銀心黑洞的質(zhì)量進(jìn)行了迄今為止最精確的測(cè)量。
對(duì)銀心附近恒星的追蹤（來(lái)源：ESO/GRAVITY collaboration/L。 Cal?ada）
銀河中心有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，被記作人馬座A*（Sgr A*），這在現(xiàn)代天文學(xué)中幾乎已經(jīng)成為一個(gè)共識(shí)。它的質(zhì)量可能有400萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量。然而，這個(gè)質(zhì)量的估計(jì)卻不是一個(gè)很精確的數(shù)字。此外，它是否存在自旋？它所引起的時(shí)空扭曲以及周圍恒星的運(yùn)動(dòng)是否與愛因斯坦廣義相對(duì)論所期望的完全一致？要想回答這些問(wèn)題，最佳方法是跟蹤一顆緊貼超大質(zhì)量黑洞的恒星。
獲得2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）對(duì)銀河系超大質(zhì)量黑洞周圍運(yùn)行的恒星的研究已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)三十年，如今又帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)取得了最新的研究成果，并于12月14日在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志（Astronomy & Astrophysics）上發(fā)表了兩篇論文。
甚大望遠(yuǎn)鏡的干涉儀GRAVITY（來(lái)源：ESO）
追蹤銀河系中心的恒星，不僅需要撥開2.7萬(wàn)光年外的云霧，還要不斷追求極致的分辨率。研究團(tuán)隊(duì)使用歐南臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡上名為“引力”（GRAVITY）的特殊裝置，它能將四臺(tái)8.2m口徑望遠(yuǎn)鏡的光聚在一起進(jìn)行干涉，從而產(chǎn)生相當(dāng)于一臺(tái)130m口徑望遠(yuǎn)鏡的效果。研究團(tuán)隊(duì)在這基礎(chǔ)上開發(fā)了一種新的分析技術(shù)，使他們獲得了迄今為止關(guān)于我們銀河系中心最深、最清晰的圖像，比使用單臺(tái)VLT望遠(yuǎn)鏡清晰20倍！“愛麗絲仙境”的神秘面紗被揭開了。
銀心黑洞附近恒星的最新圖像。注意到S300是新發(fā)現(xiàn)的恒星。（來(lái)源：ESO/GRAVITY collaboration）
新的技術(shù)所展示出來(lái)的細(xì)節(jié)讓人震驚，黑洞周圍恒星的活動(dòng)無(wú)所遁形，他們還發(fā)現(xiàn)了一顆以前從未見過(guò)的恒星，并將其命名為S300。研究小組在2021年3月至7月間進(jìn)行了最新的觀測(cè)，重點(diǎn)是對(duì)那些接近黑洞的恒星進(jìn)行精確的測(cè)量。其中就包括了紀(jì)錄保持者S29恒星，它在2021年5月下旬接近了黑洞，距離只有130億公里，相當(dāng)于日地距離的90倍，比太陽(yáng)系尺度還小。不僅如此，觀測(cè)表明在接近黑洞時(shí)，它達(dá)到了每秒8740公里的驚人速度！從來(lái)沒有觀測(cè)到其他恒星以如此近的距離、以如此快的速度繞黑洞運(yùn)行。
作為一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，人馬座A*并不能被我們直接看到。不過(guò)，跟蹤其附近作軌道運(yùn)動(dòng)的恒星，可以讓我們精確探測(cè)該黑洞周圍的引力場(chǎng)，從而測(cè)試廣義相對(duì)論，確定黑洞的性質(zhì)。根據(jù)最新的觀測(cè)結(jié)果，再加上研究小組以前的數(shù)據(jù)，推測(cè)出銀心黑洞質(zhì)量為太陽(yáng)的430萬(wàn)倍，并且與廣義相對(duì)論的結(jié)論一致。這是迄今為止對(duì)銀河系中心黑洞質(zhì)量最精確的估計(jì)。
參考資料：
Watch stars move around the Milky Way’s supermassive black hole in deepest images yet
（https：//www.eso.org/public/news/eso2119/）
本文轉(zhuǎn)自天文茶餐廳
聯(lián)系客服
