天文學(xué)家對(duì)銀河系中心超大質(zhì)量黑洞周?chē)阈堑倪\(yùn)動(dòng)進(jìn)行了迄今為止最精確的測(cè)量。在雙子座北望遠(yuǎn)鏡的幫助下獲得的這些結(jié)果表明，銀河系中心所含質(zhì)量的 99.9% 是由黑洞引起的，只有 0.1% 可能包括恒星、較小的黑洞、星際塵埃和氣體或暗物質(zhì)。
天文學(xué)家比以往任何時(shí)候都更精確地測(cè)量了潛伏在銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞附近的四顆恒星的位置和速度，該黑洞被稱(chēng)為人馬座 A* (Sgr A*)[1]。這些被稱(chēng)為 S2、S29、S38 和 S55 的恒星被發(fā)現(xiàn)以某種方式運(yùn)動(dòng)，這表明銀河系中心的質(zhì)量幾乎完全是由于人馬座 A* 黑洞造成的，留下的空間非常小還要?jiǎng)e的嗎。
該團(tuán)隊(duì)在這項(xiàng)研究中使用了各種尖端的天文設(shè)施。為了測(cè)量恒星的速度，他們使用了夏威夷莫納基亞山頂附近雙子座北雙子座近紅外光譜儀 (GNIRS) 的光譜，這是國(guó)際雙子座天文臺(tái)的一部分、NSF 的NOIRLab計(jì)劃和 SINFONI 儀器在歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡上。恒星的位置是在VLTI 上用 GRAVITY 儀器測(cè)量的。[2]
“我們非常感謝雙子座天文臺(tái)，它的 GNIRS 儀器為我們提供了我們需要的關(guān)鍵信息，”馬克斯普朗克地外物理研究所所長(zhǎng)、2020 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的共同獲得者 Reinhard Genzel 說(shuō)。“這項(xiàng)研究顯示了最好的全球合作。”
銀河系中心距太陽(yáng)約 27,000 光年，其中包含緊湊型射電源 Sgr A*，天文學(xué)家已將其確定為一個(gè)質(zhì)量是太陽(yáng) 430 萬(wàn)倍的超大質(zhì)量黑洞。盡管進(jìn)行了數(shù)十年的艱苦觀察——并因發(fā)現(xiàn)人馬座 A*[3]的身份而獲得諾貝爾獎(jiǎng)——但仍難以最終證明這一質(zhì)量的大部分僅屬于超大質(zhì)量黑洞，并不包括巨大的黑洞。大量的物質(zhì)，例如恒星、較小的黑洞、星際塵埃和氣體或暗物質(zhì)。
“隨著 2020 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)因確認(rèn)人馬座 A* 確實(shí)是一個(gè)黑洞而獲得，我們現(xiàn)在想要走得更遠(yuǎn)。我們想了解銀河系中心是否還隱藏著其他東西，以及廣義相對(duì)論是否確實(shí)是這個(gè)極端實(shí)驗(yàn)室中正確的引力理論，”參與這項(xiàng)工作的天文學(xué)家之一斯特凡·吉爾森 (Stefan Gillessen) 解釋說(shuō)。“回答這個(gè)問(wèn)題最直接的方法是密切跟蹤靠近人馬座 A* 的恒星的軌道。”
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