银河系中心所含质量的99.9%来自黑洞

银河系中心所含质量的99.9%来自黑洞

科学家对银河系中心进行了至今以来最精确的观测和分析后发现,银河系中心超级黑洞的质量占此区域总质量的99.9%。


银河系的正中心区域盘踞着一个质量高达太阳430万倍的超级黑洞人马座A*(Sgr A*)。这项发现获得了2020年诺贝尔物理奖。但是自那之后,天文学家还无法确定那里的物质总量主要来自这个黑洞,还是也来自其它像恒星、小型黑洞、星际尘埃和气体、暗物质等各种物质,以及它们占总物质的比例到底是多少。

这项新研究探索了这个问题,发现银河系中心区域高达99.9%的物质都来自于人马座A黑洞。换句话说,银河系中心区域除了这个超级黑洞几乎没有任何其它天体。

研究引见说,爱因斯坦的相对论认为,那些绕行超大质量物体运转的星体,它们的轨道与牛顿经典力学计算的轨道存在差异,也就是每圈轨道并不是完全一样、固定不变的。具体一些说,相对论预测绕行超级黑洞的恒星轨道会呈现特定的进动模式,即每绕行一圈,轨道和上一圈的轨道会出现略微的差异。理论预测它们将呈现一种莲花座一般的进动模式,科学家把它叫做史瓦西进动(Schwarzschild precession)。

银河系中心所含质量的99.9%来自黑洞
恒星绕行银河系中心超级黑洞的轨道出现进动艺术设想图。
这份研究仔细观测了最靠近人马座A黑洞运转的四颗恒星S2、S29、S38和S55的轨道模式。通过分析它们轨道的进动,可以推测人马座A黑洞的质量分布。结果显示从S2恒星轨道上看到的一点差异所推测的额外质量,最多只占人马座黑洞质量的0.1%。

研究组在发布这项成果的新闻稿中说:“测量绕行我们所在星系中心超级黑洞的那些遥远恒星轨道的细微变化,有着难以想象的难度。要有更进一步的发现,天文学家不仅要挑战理科知识的极限,还需求挑战工科技术的极限。”

研究人员所指的是,完成这样的研究,不仅需求高难度理论的精确计算,还需求不断提高观测仪器的敏感度才能实现更多突破。

研究组希望正在建造中的巨型麦哲伦望远镜(Giant Magellan Telescope,简写GMT)和30米望远镜(Thirty Meter Telescope,简写TMT),能够以更高的精确度测量到亮度更低的恒星数据。

版权声明:站务发布 发表于 2022年7月8日 20:28。
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