天文学
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最后更新:2025年10月2日

人马座A:潜伏在我们银河系中心的宇宙怪物

人马座A:潜伏在我们银河系中心的黑洞
银河系的正中心被称为中央分子区,以及银河系中心的射电弧(紫色部分)。除了其科学价值外,这张图像还在2008年AUI/NRAO摄影比赛中获得一等奖。图片来源:A. Ginsburg(科罗拉多大学博尔德分校)等人,BGPS团队,GLIMPSE II团队。

位于银河系超大质量黑洞的核心

在红外图像中,由于内部大质量年轻恒星的照亮,可以看到许多发射星云(自身发光的星云)。

神秘物体:气体和尘埃云?

银河系,如同几乎所有星系一样,在其中心存在一个黑洞。这个黑洞的质量相当于数百万个太阳,被命名为人马座A(Sgr A)。人马座A距离我们约2.7万光年。

德国马克斯·普朗克研究所的天文学家利用甚大望远镜(位于智利的欧洲南方天文台)以红外波段观测银河系中心。他们在3.76微米波长处探测到一个天体,表明这是一团气体和尘埃云,而非恒星。恒星通常会在约2.16微米的较短波长处被探测到。

这片云的质量约为地球的三倍,释放的能量是太阳的五倍,延伸范围超过日地距离的250倍。其温度约为550开尔文。人马座A*的巨大引力显著加速了这片云。2004年,该云团以1200公里/秒的速度冲向黑洞;到2011年,其速度已达到2350公里/秒。2013年夏季,当云团到达260天文单位时,它将坠向人马座A*。

科学家将能够在十多年的时间里观测这一事件,并目睹云团拉伸并升温至数百万度。天文学家希望,一旦进入黑洞,该云团将释放出X射线。

神秘物体:恒星?

加州大学天文学家安德烈娅·盖兹也在她的数据中观测到了同一物体,并提出了一个更合理的解释:这很可能是一颗恒星。她指出,恒星周围的尘埃会吸收可见光,再以红外线形式重新辐射。若该物体确为恒星,它不会坠入黑洞,而是每140年绕人马座A*运行一周。

什么是黑洞?

黑洞是一种质量巨大的天体,其引力场极其强烈,以至于任何物质或辐射都无法逃脱。它们由广义相对论描述。当一颗死亡恒星的核心质量过大,无法成为中子星时,它会不可阻挡地收缩,最终形成这种神秘的天体——黑洞。

恒星黑洞的质量范围从几个太阳质量到数十亿个太阳质量不等。它们源于大质量恒星残骸的引力坍缩。早在18世纪,就有人预言了暗星的存在。英国物理学家、天文学家兼地质学家约翰·米歇尔(1724-1793)在其笔记中写道,当一颗恒星质量过大时,其引力会吸引光线。然而,由于他的计算显示这种恒星的密度达到每立方厘米180亿吨,他得出结论认为这不可能存在。

今天,黑洞理论指出,黑洞是密度极高的天体,其逃逸速度超过光速。因此,光无法克服其表面引力,只能被束缚其中。该理论还精确界定了黑洞引力场的强度,其引力之强,以至于任何越过其视界(理论边界)的粒子都无法逃脱。

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