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“温柔巨人”人马座A*：银河系中心超大黑洞照片首次发布
国际天文团队“视界望远镜”（EHT）5月12日在中国、中国台湾、美国、德国、日本、墨西哥和智利同时举行新闻发布会，首次发布银河系中心超大质量黑洞人马座A*的照片。据悉，该黑洞的质量大约是太阳的430万倍，距离地球约2.7万光年。
银河系中心超大质量黑洞人马座A*的照片。
据报道，EHT团队的成果当天刊发在《天体物理学报》的一个特刊上，这些照片是来自80个国家和地区的300多名研究人员在过去5年中艰苦努力的结果。
英国伦敦大学学院（UCL）穆拉德空间科学实验室的尤恩西博士表示，这是“迄今为止最有力的证据”，证明在我们银河系的中心有一个黑洞。
他表示，这个黑洞是将银河系固定在一起的“胶水”，是我们了解银河系如何形成以及未来如何演变的关键。
美国亚利桑那大学的欧泽尔（Feryal Ozel）在新闻发布会上表示，这个黑洞是“我们银河系中心的‘温柔巨人’”。
黑洞及周边结构示意图。
据悉，黑洞是引力强大的空间区域，没有用任何东西可以逃脱，包括光。因此，12日发布的照片描述的不是“完全黑暗”的黑洞本身，而是围绕着黑洞的发光气体，一个被称为“吸积盘”的明亮光环。
这个环的大小大致相当于水星围绕太阳的轨道，其直径约为4000万英里（6000万公里）。
始于2012年的EHT项目国际合作包括在南极、欧洲、南美、非洲、北美和澳大利亚的观测站，所有这些观测站都必须直接对准黑洞以测量周围的活动。
科学家们以前曾看到恒星围绕着银河系中心的一个看不见的、紧凑的、非常巨大的东西运行，这强烈表明该天体是一个黑洞，最新公布的照片则提供了“压倒性的证据”，证明该天体确实是一个黑洞。
同时，照片还捕捉到了被黑洞强大引力弯曲的光线。
最新公布的照片提供了“压倒性的证据”，证明银河系中心确实有一个黑洞。
EHT项目科学家杰弗里·鲍尔表示，研究团队对光环的大小与爱因斯坦广义相对论的预测如此一致感到震惊。
爱因斯坦1915年发表的广义相对论认为，引力来自于空间和时间的曲率，而天体会改变这种几何结构。
2019年4月，EHT团队发布了史上第一张黑洞照片。研究人员在一个名为Messier 87的星系中捕捉到了约5400万光年外一个黑洞的图像。
黑洞Messier 87和人马座A*照片比较。
Messier 87当时被科学家描述为“一个怪物”，其直径约为240亿英里（400亿公里），是地球大小的300万倍，质量是太阳的65亿倍。
EHT团队用八台望远镜组成的矩阵对其进行成像，显示出一个由红、黄和白发光环围绕的黑暗中心。
据悉，这一观测结果可以被算作本世纪最重要的科学突破之一。
文/南都记者 陈林
被称为”怪兽“般的黑洞“人马座A”
科学家于2016年5月宣布，观測到一个黑洞吞噬一颗恒星。不止一次科学家在怀疑，在我们所在的银河系的中心，也潜伏着一个超大黑洞，它撕碎恒星，上演着一幕幕“宇宙谋杀大戏”。
科学家于2016年5月宣布，检测到一个黑洞吞噬一颗恒星。这个超大质量黑洞潜伏在距地球27亿光年的一个星系的中央，不幸的恒星因太过靠近黑洞，被黑洞的引力之手抓住并撕碎。这也是科学家首次观察到恒星被以如此方式消灭。
科学家认为，在大多数星系中心都潜伏有质量为太阳的数百万倍乃至数十亿倍的超大质量黑洞，这些庞大的“魔兽”守株待兔，直到那些不怀戒心的受害者，例如一颗恒星，游弋到距离黑洞足够近的地方，被极其巨大的黑洞引力蹂躏至粉身碎骨。
科学家运用地面和空间望远镜观測到，当这颗恒星被黑洞引力撕裂时，它的部分残骸坠入黑洞，其余部分则以高速喷射，喷射的气体中大多数是氦，氢则很少科学家由此判断，这颗被“屠宰”的恒星是被剥离了大气层的、富含氦的恒星核。
这次观測为揭示黑洞周围的严酷环境和围绕黑洞转的恒星类型提供了线索科学家相信，这颗恒星的氢包层在很久以前就被黑洞掀走，它在被撕碎之前已到生命末期。在消耗掉自身的大部分氢燃料后，它很可能已膨胀为一颗红巨星。它此前有可能一直在高度偏离正圆的轨道上环绕黑洞，其中一次因太靠近黑洞而被剥离掉膨胀的大气层。恒星残余继续在黑洞周围的行程，直到最终葬身黑洞。科学家预測，在银河系中也有被剥离了大气层的恒星在环绕银心黑洞，但恒星与黑洞之间如此近距离的相遇大约每10万年才会发生一次。
为了观測这次黑洞“谋杀”，科学家监測了几十万个星系，目的是找到一次来自于先前处于休眠状态的星系中央黑洞的紫外光爆发。早在2010年，他们终于发现了这样一次闪亮。它在一个半月后才达到亮度最大值，此后一年里亮度逐渐减弱。这次变亮事件很像是超新星的能量爆发，但达到巅峰的步伐慢得多。
科学家推算出这个黑洞的质量是太阳的几百万倍，和银心黑洞的大小差不多。分光镜观測显示，黑洞正在吞噬大量氦。分光镜把光线分解成彩虹色，从而揭示物体的特征，例如温度和气体组成。
发现银心“魔兽”
在距离地球25000光年多一点点的地方，是宇宙的一块神秘之地——银心（或者叫银核），即我们所在的银河系的中心。
科学家一直都怀疑，在恒星们相互碰撞、并被尘埃掩盖的银心，潜伏着一个具有400万倍以上太阳质量的超大黑洞，它撕碎恒星，上演着一幕又一幕扭曲时间和空间结构的“宇宙谋杀大戏”。这个魔兽般的黑洞被科学家命名为“人马座A*”。
尽管科学家相信在每个星系的中央都存在超大质量黑洞，但直到最近，他们才通过观察银心附近的恒星，证实了银心“魔兽”的存在。
然而，最近的观測结果又带给我们新的惊奇和疑惑：在银心这片太空区域，只包含一些年轻的恒星，全然不见较古老的恒星。
对银心的扫描显示，那里有数十颗年轻恒星，它们的蓝光强度很高，以至于穿透了尘埃的层层包裹。科学家过去认为，大量的更古老的恒星所发出的微弱光线被年轻恒星的光芒所掩盖，所以我们能观察到的恒星不过是恒星世界的“冰山一角”。然而，随着三组科学家各自独立使用红外望远镜扫描银河系，这种看法遭到质疑：科学家观察到成千上万颗古老的恒星，但在观察距离银心很近的区域时，却发现恒星的数量骤降，比如在一块直径达3光年的太空地带竟然罕有恒星。
寻找失踪恒星
这真是一大惊奇，科学家一直认为“人马座A*”周围的引力场很强大，足以在数十亿年里牵引很多恒星来到它的附近，但实际上银心远没有那么多恒星。那么，这些恒星到哪里去了呢?
最平常的解释是：即便最先进的红外望远镜的灵敏度也不足以捕捉这些遥远恒星的弱光。而一种更激动人心的解释则是：与科学家之前观測过的其他区域都不同，银心是由难以看见的超致密天体组成的，例如中子星以及超新星爆发留下的恒星质量的黑洞。如果后一种推測无误，就暗示形成于银心的大多数恒星都具有大质量，它们最终都以超新星爆发的形式结束自己的生命。但这种解释也有问题，主要在于：这些大质量恒星不会孤独生长，少数不那么大质量的恒星应该成长于银心，而这些恒星在生命终期会变成明亮的红巨星，它们应该很容易被观測到，可科学家为什么没能看见红巨星呢?一种奇异的解释是：这些红巨星全都被恒星质量的黑洞吃掉了!但这种情形应该也很难出现，因为如果银心原本存在100万个太阳质量的物质，要想把它们全部消灭，就需要更多的恒星质量的黑洞。
于是，有了一个更奇异的解释：在过去某个时间，银河系与另一个星系合并，后者自己的超大质量黑洞吞噬了银河系的一部分恒星。
按照这个理论，“人马座A*”或许应该对它周围的恒星真空负责——任何迷途走入一个超大质量黑洞周围约5光分(光在1分钟内走过的距离称为1光分)范围的天体都会被黑洞撕碎，这可能正是那些失踪恒星的命运。
获取直接证据
科学家推測，随着时间推移，环绕“人马座A*”的恒星的轨道会变得越来越长、越来越窄，当恒星足够靠近黑洞时，就会被黑洞吸入。但是，请别忘了，直到现在，科学家对于银心黑洞的存在也只有间接证据——他们之所以知道银心潜伏着一头“魔兽”，是因为它的巨大引力影响着附近恒星的移动，而这头“魔兽”的真实身份最有可能就是黑洞。那么，如何才能获得直接证据以证明银心“魔兽”的真实存在呢?科学家必须足够“靠近”它。
幸运的是，一系列新技术正在让科学家能够这样做。被认为有潜质的技术是超长基线干涉測量，它把来自于分散在全球的射电望远镜的信号集中起来，模拟一部像地球一样巨大的射电抛物面天线，这部虚拟天线能更好地分辨天体的细节。但是，科学家迄今为止对“人马座A*”拍摄的最好的图像也只能算模糊不清，无法辨识超大质量黑洞的最明显特征——视界。所谓视界，是指黑洞周围的一个界限，只要进入了这个界限，包括光线在内的任何物质都会坠入黑洞而无法逃逸。银心黑洞的视界直径约为1500万千米，这个长度是太阳与地球之间距离的1／10。科学家悲观地指出，尽管超长基线干涉測量是一种有希望的技术，但它仍不足以清晰描绘银心视界。
德国和美国各有一组科学家有一种清晰探測“人马座A*”的方法：观測环绕这个黑洞的个体恒星。他们一直在观測在银心周围100光日范围内环绕的20颗超级明亮的恒星，其中一颗被称为S2、质量为太阳的20倍的重量级恒星备受关注。之所以如此，是因为S2是唯一被观測到完整环绕银心的恒星，环绕一次耗时15年(科学家由此计算出银心超大质量黑洞的质量是太阳的430万倍，这只比以往的估计值大了一点点)。
科学家希望通过观察像S2这样的恒星来提供银心黑洞存在的直接证据，并由此检验有关黑洞的一个最流行理论——无属性定理。该定理认为，黑洞在本质上很简单，仅用其质量以及旋转方式和速度就足以描述。根据广义相对论，恒星最接近银心的位置应该越来越远离银心。如果无属性定理是正确的，那么这种岁差将只取决于黑洞的质量和旋转速度，与其他任何因素都无关；而如果能同时跟踪两颗恒星，利用两星的轨道之间的关系来抵消黑洞质量，那么岁差就只由黑洞的旋转速度来决定了。如果最终发现岁差依赖其他更复杂的因素，那么无属性定理就是错的。
科学家还希望从事意义更加深远的工作：測试爱因斯坦的引力理论——广义相对论。对于已被探測过的行星、恒星和星系而言，广义相对论都轻易通过。但在黑洞的极端引力场中(时间和空间在这里被扭曲到极端程度)，相对论还未被检查过。科学家希望通过观測物质究竟是怎样坠入黑洞的，最终查明黑洞的特性是否符合广义相对论的描述。
有望揭示真相
測试相对论的另一种方法是使用脉冲星。
脉冲星是超新星爆发的超致密残余，它们的转速极快，每转一圈都以无线电波的“灯塔光柱”形式扫掠太空。这让脉冲星成为绝妙的计时器。如果银心存在脉冲星，科学家或许就能捕捉到另一个相对论效应——引力时间膨胀，即时间在一个大质量物体周围扭曲的时－空中变慢。如果观察到这个现象，就是大质量黑洞存在的证据。
脉冲星本质上相当微弱，在尘埃笼罩的银心探察脉冲星可谓困难重重，但科学家已开始努力探察银河系中的所有脉冲星，他们也对在银心附近探察到脉冲星抱有希望。
迄今为止，广义相对沦仍未面临威胁。S2是迄今唯一已知轨道距离“人马座A*”在1光日以内的恒星。要想真正探測这个超大质量黑洞周围的时－空，就需要观測多得多的如此靠近银心的恒星。
为实现这个目标，科学家正在升级双10米口径“凯克”望远镜(位于美国夏威夷)的红外干涉仪。与此同时，他们还在建造一部叫做“引力”的仪器，它将合并由“特大望远镜”(位于智利帕拉纳)的四部望远镜收集的近红外光，以前所未有的高分辨率測量微弱天体。科学家希望，“引力”将让他们能观測在仅几倍于黑洞视界直径的范围内运行的恒星。预计“引力”将在2013年投入运作。
数十亿年来，银河系一直在隐藏自己的最大秘密。再等几年吧，那时科学家可能就会最终揭示银心超大质量黑洞的真相。
银河系中心真的有黑洞吗？如果有，它到底有多大？
目前的数据间接证明了，我们所处的银河系中心确实有一个黑洞，而且是超大质量的黑洞。它处于人马座A结构中，我们称这个黑洞为人马座A*。其质量大约为400多万个太阳质量，直径约为4400万千米。本文将简略的介绍这个黑洞。
人马座A*位于银河系中心，是靠近人马星座和天蝎星座边界的一个明亮而致密的无线电波源（astronomical radio source）。它是一个更大的天文特征结构的一部分，这部分被称为人马座A。人马座A* 这个位置附近被认为有一个超大质量的黑洞，和现在普遍认为位于大多数螺旋星系和椭圆星系中心的那些黑洞一样。
在围绕人马座A*的轨道上观测到的S2（恒星）显示了银河系中心超大质量天体的存在，并得出有关该天体的数据，从而得到了一种结论,人马座A*附近存在一个黑洞。
人马座A *（中心）和最近一次爆炸产生的两个轻微回波（带圆圈），图：NASA
中心黑洞
根据目前的数据，人马座A*射电发射似乎不是以空穴（洞）为中心，而是由黑洞周围区域中的亮点产生，靠近事件视界；发射源可能是在吸积盘中，或者是从盘中喷出的相对论性物质射流中。如果人马座A *的明显位置正好位于黑洞的中心位置，那么由于引力透镜，它可能会被放大到超出其实际的大小。 根据广义相对论，这将导致观测大小的最小数据至少为黑洞史瓦西半径的5.2倍，对于大约400万个太阳质量的黑洞来说，这相当于最小观测大小约为52μs（微角秒），这比以往观察到的37微角秒的大小要大得多。
天文学家相信，人马座A*的这些观测为我们提供了很好的证据，再结合经验判断，银河系中心确实有一个超大质量黑洞，距我们太阳系有约26000光年之远，因为有：
l恒星S2遵循椭圆轨道，周期为15.2年，并且距离中心物体中心的光点（最近距离）为17光时（1.8×10的13次方米）。
l根据恒星S2的运动，该天体的质量可以估计为410万个太阳质量。(相应的史瓦西半径为0.08AU/1200万km/740万英里；比太阳半径大17倍)。
l中心物体的体积可以进一步受到恒星S0-16（也称为S14）的轨道的约束，该轨道在45 AU内没有碰撞。
但是现在，黑洞质量和直径的估计主要受到与物体距离的不确定性的限制。
人马座A *的质量以两种不同的方式估算
第一种：德国和美国的两个研究小组监测了黑洞附近单个恒星的轨道，并利用开普勒定律推断出封闭的质量。德国研究小组计算出4.31±38万个太阳质量的超大质量黑洞，而美国研究小组计算的是3.7±20万个太阳质量。考虑到这个质量被限制在直径4400万千米的球体内，因此这产生的密度比先前的估计值密度要高出十倍。
第二种：最近，在离黑洞大约1秒差距内测量了几千颗恒星样本的自行运动，结合统计技术，得出了黑洞质量估计值为3.6+0.2(或3.6-0.4)×106个太阳质量(M) ，加上1秒差距中心分布的质量，总质量可以达到（1±0.5）×106个太阳质量。后者被认为是由恒星和恒星残余物组成的。
观察与描述
由于尘埃和气体阻挡了在其光源和地球之间很多的光(消光)，所以其亮度已经暗于25（等），也就是说天文学家无法在光谱中观测到人马座A*。
几个研究小组试图使用超长基线干涉测量法（VLBI）在无线电频谱中对人马座A *进行成像。目前最高分辨率的测量，在1.3毫米的波长下进行，表明光源的角直径为37微角秒（1角秒=100万微角秒）。这是什么概念？距离26000光年，它的直径仅仅4400万公里。相比之下我们打个比方，地球距离太阳平均为1亿5000万公里，水星在近日点时距太阳的距离约为4600万公里。其观测难度可见一斑。
人马座A*的自行运动中，对于赤经的运动，大约每年-2.70mas（毫角秒），对于赤纬运动，大约每年-5.6mas（毫角秒）。
截至2017年4月，已经有了用事件视界望远镜直接拍摄的人马座A*的无线电图像，但数据仍在处理中，图像尚未发布。“事件视界”望远镜使用干涉法将从地球上不同地方的广泛间隔的观测站拍摄的图像组合起来，以便获得更高的图像分辨率。
从人马座A *中检测到的异常明亮的X射线耀斑，图：NASA/CXC/Stanford/I. Zhuravleva et al.
历史
卡尔·央斯基（Karl Jansky），被认为是射电天文学之父，在1931年8月发现一个射电信号来自银河系中心的一个位置，朝向人马座的方向。
1974年2月13日和15日，天文学家布鲁斯·巴里克（Bruce Balick）和罗伯特·布朗（Robert Brown）使用国家射电天文观测台的基线干涉仪发现了人马座A *。人马座A *这个名字是布朗在1982年的论文中创造的，因为无线电源是“令人兴奋的”，原子的激发状态用星号表示。
2002年10月16日，由马克斯普朗克外星物理研究所的赖因哈德·根策尔（Reinhard Genzel）领导的一个国际小组在十年内观察了人马座A *附近的S2恒星的运动。根据研究小组的分析，这些数据排除了人马座A*包含一群暗恒星物体或大量简并费米子（degenerate fermions）的可能性，从而增加了大质量黑洞的证据的可信度。S2的观测使用近红外（NIR）干涉测量法（在K波段，即2.2μm），因为在这个波段减少了星际消光。使用SiO天文物理迈射将NIR图像与无线电观测对准，因为它们可以在NIR和无线电波段中被观察到。 S2（以及其他附近恒星）的快速运动很容易与视线中较慢的运动恒星相抵，因此可以从图像中减去这些多余的图像。
人马座A*的VLBI无线电观测也可以与图像中心对准，因此可以看到围绕人马座A*的S2恒星轨道走向。通过研究S2的开普勒轨道，他们可以确定人马座A*的质量大约为2.6±0.2百万个太阳质量，被限制在半径不超过17光时（120AU）的体积内；后来对恒星S14的观测表明，该天体在半径不大于6.25光时（45 AU）或大约67亿公里的体积内，质量约为410万个太阳质量。S175在相似的距离内通过。为了作比较，史瓦西半径（Schwarzschild radius）为0.08 AU。 他们还确定了从地球到银河系中心（银河系的自转中心）的距离(这对于校准天文距离标度很重要)，其值约为8.0±0.6×103秒差距。
2004年11月，一个天文学家小组报告发现了一个潜在的中等质量黑洞，称为GCIRS 13E，其轨道距离人马座A*有3光年远。这个1300个太阳质量的黑洞位于七颗星团之内。这一观察可能会增加超大质量黑洞通过吸积附近较小的黑洞和恒星而增长的观点的可信度。
在监测人马座A *周围的恒星轨道16年后，Gillessen等人估计，该天体的质量为4.31±0.38百万个太阳质量。 结果于2008年公布，并于2009年在《天体物理学杂志》上发表。该研究的团队负责人赖因哈德·根策尔（Reinhard Genzel）表示，该研究已经提供了“现在被认为是超大质量黑洞确实存在的最佳经验证据”。银河系中心的恒星轨道显示出其中心质量浓度为4 百万个太阳质量，显然它必须是一个黑洞，这将是毫无疑问的。”
2015年1月5日，美国国家航空航天局报告称，从人马座A *观察到的X射线耀斑比平时亮400倍，这数据破了以往观测的纪录。根据天文学家的说法，这种不寻常的事件可能是由于小行星撞入黑洞或者流入到人马座 A *的气体中，引起了磁场线的缠绕。
尘埃云G2穿过银河系中心的超大质量黑洞。图：ESO/A. Eckart
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被称为”怪兽“般的黑洞“人马座A”
科学家于2016年5月宣布，观測到一个黑洞吞噬一颗恒星。不止一次科学家在怀疑，在我们所在的银河系的中心，也潜伏着一个超大黑洞，它撕碎恒星，上演着一幕幕“宇宙谋杀大戏”。
科学家于2016年5月宣布，检测到一个黑洞吞噬一颗恒星。这个超大质量黑洞潜伏在距地球27亿光年的一个星系的中央，不幸的恒星因太过靠近黑洞，被黑洞的引力之手抓住并撕碎。这也是科学家首次观察到恒星被以如此方式消灭。
科学家认为，在大多数星系中心都潜伏有质量为太阳的数百万倍乃至数十亿倍的超大质量黑洞，这些庞大的“魔兽”守株待兔，直到那些不怀戒心的受害者，例如一颗恒星，游弋到距离黑洞足够近的地方，被极其巨大的黑洞引力蹂躏至粉身碎骨。
科学家运用地面和空间望远镜观測到，当这颗恒星被黑洞引力撕裂时，它的部分残骸坠入黑洞，其余部分则以高速喷射，喷射的气体中大多数是氦，氢则很少科学家由此判断，这颗被“屠宰”的恒星是被剥离了大气层的、富含氦的恒星核。
这次观測为揭示黑洞周围的严酷环境和围绕黑洞转的恒星类型提供了线索科学家相信，这颗恒星的氢包层在很久以前就被黑洞掀走，它在被撕碎之前已到生命末期。在消耗掉自身的大部分氢燃料后，它很可能已膨胀为一颗红巨星。它此前有可能一直在高度偏离正圆的轨道上环绕黑洞，其中一次因太靠近黑洞而被剥离掉膨胀的大气层。恒星残余继续在黑洞周围的行程，直到最终葬身黑洞。科学家预測，在银河系中也有被剥离了大气层的恒星在环绕银心黑洞，但恒星与黑洞之间如此近距离的相遇大约每10万年才会发生一次。
为了观測这次黑洞“谋杀”，科学家监測了几十万个星系，目的是找到一次来自于先前处于休眠状态的星系中央黑洞的紫外光爆发。早在2010年，他们终于发现了这样一次闪亮。它在一个半月后才达到亮度最大值，此后一年里亮度逐渐减弱。这次变亮事件很像是超新星的能量爆发，但达到巅峰的步伐慢得多。
科学家推算出这个黑洞的质量是太阳的几百万倍，和银心黑洞的大小差不多。分光镜观測显示，黑洞正在吞噬大量氦。分光镜把光线分解成彩虹色，从而揭示物体的特征，例如温度和气体组成。
发现银心“魔兽”
在距离地球25000光年多一点点的地方，是宇宙的一块神秘之地——银心（或者叫银核），即我们所在的银河系的中心。
科学家一直都怀疑，在恒星们相互碰撞、并被尘埃掩盖的银心，潜伏着一个具有400万倍以上太阳质量的超大黑洞，它撕碎恒星，上演着一幕又一幕扭曲时间和空间结构的“宇宙谋杀大戏”。这个魔兽般的黑洞被科学家命名为“人马座A*”。
尽管科学家相信在每个星系的中央都存在超大质量黑洞，但直到最近，他们才通过观察银心附近的恒星，证实了银心“魔兽”的存在。
然而，最近的观測结果又带给我们新的惊奇和疑惑：在银心这片太空区域，只包含一些年轻的恒星，全然不见较古老的恒星。
对银心的扫描显示，那里有数十颗年轻恒星，它们的蓝光强度很高，以至于穿透了尘埃的层层包裹。科学家过去认为，大量的更古老的恒星所发出的微弱光线被年轻恒星的光芒所掩盖，所以我们能观察到的恒星不过是恒星世界的“冰山一角”。然而，随着三组科学家各自独立使用红外望远镜扫描银河系，这种看法遭到质疑：科学家观察到成千上万颗古老的恒星，但在观察距离银心很近的区域时，却发现恒星的数量骤降，比如在一块直径达3光年的太空地带竟然罕有恒星。
寻找失踪恒星
这真是一大惊奇，科学家一直认为“人马座A*”周围的引力场很强大，足以在数十亿年里牵引很多恒星来到它的附近，但实际上银心远没有那么多恒星。那么，这些恒星到哪里去了呢?
最平常的解释是：即便最先进的红外望远镜的灵敏度也不足以捕捉这些遥远恒星的弱光。而一种更激动人心的解释则是：与科学家之前观測过的其他区域都不同，银心是由难以看见的超致密天体组成的，例如中子星以及超新星爆发留下的恒星质量的黑洞。如果后一种推測无误，就暗示形成于银心的大多数恒星都具有大质量，它们最终都以超新星爆发的形式结束自己的生命。但这种解释也有问题，主要在于：这些大质量恒星不会孤独生长，少数不那么大质量的恒星应该成长于银心，而这些恒星在生命终期会变成明亮的红巨星，它们应该很容易被观測到，可科学家为什么没能看见红巨星呢?一种奇异的解释是：这些红巨星全都被恒星质量的黑洞吃掉了!但这种情形应该也很难出现，因为如果银心原本存在100万个太阳质量的物质，要想把它们全部消灭，就需要更多的恒星质量的黑洞。
于是，有了一个更奇异的解释：在过去某个时间，银河系与另一个星系合并，后者自己的超大质量黑洞吞噬了银河系的一部分恒星。
按照这个理论，“人马座A*”或许应该对它周围的恒星真空负责——任何迷途走入一个超大质量黑洞周围约5光分(光在1分钟内走过的距离称为1光分)范围的天体都会被黑洞撕碎，这可能正是那些失踪恒星的命运。
获取直接证据
科学家推測，随着时间推移，环绕“人马座A*”的恒星的轨道会变得越来越长、越来越窄，当恒星足够靠近黑洞时，就会被黑洞吸入。但是，请别忘了，直到现在，科学家对于银心黑洞的存在也只有间接证据——他们之所以知道银心潜伏着一头“魔兽”，是因为它的巨大引力影响着附近恒星的移动，而这头“魔兽”的真实身份最有可能就是黑洞。那么，如何才能获得直接证据以证明银心“魔兽”的真实存在呢?科学家必须足够“靠近”它。
幸运的是，一系列新技术正在让科学家能够这样做。被认为有潜质的技术是超长基线干涉測量，它把来自于分散在全球的射电望远镜的信号集中起来，模拟一部像地球一样巨大的射电抛物面天线，这部虚拟天线能更好地分辨天体的细节。但是，科学家迄今为止对“人马座A*”拍摄的最好的图像也只能算模糊不清，无法辨识超大质量黑洞的最明显特征——视界。所谓视界，是指黑洞周围的一个界限，只要进入了这个界限，包括光线在内的任何物质都会坠入黑洞而无法逃逸。银心黑洞的视界直径约为1500万千米，这个长度是太阳与地球之间距离的1／10。科学家悲观地指出，尽管超长基线干涉測量是一种有希望的技术，但它仍不足以清晰描绘银心视界。
德国和美国各有一组科学家有一种清晰探測“人马座A*”的方法：观測环绕这个黑洞的个体恒星。他们一直在观測在银心周围100光日范围内环绕的20颗超级明亮的恒星，其中一颗被称为S2、质量为太阳的20倍的重量级恒星备受关注。之所以如此，是因为S2是唯一被观測到完整环绕银心的恒星，环绕一次耗时15年(科学家由此计算出银心超大质量黑洞的质量是太阳的430万倍，这只比以往的估计值大了一点点)。
科学家希望通过观察像S2这样的恒星来提供银心黑洞存在的直接证据，并由此检验有关黑洞的一个最流行理论——无属性定理。该定理认为，黑洞在本质上很简单，仅用其质量以及旋转方式和速度就足以描述。根据广义相对论，恒星最接近银心的位置应该越来越远离银心。如果无属性定理是正确的，那么这种岁差将只取决于黑洞的质量和旋转速度，与其他任何因素都无关；而如果能同时跟踪两颗恒星，利用两星的轨道之间的关系来抵消黑洞质量，那么岁差就只由黑洞的旋转速度来决定了。如果最终发现岁差依赖其他更复杂的因素，那么无属性定理就是错的。
科学家还希望从事意义更加深远的工作：測试爱因斯坦的引力理论——广义相对论。对于已被探測过的行星、恒星和星系而言，广义相对论都轻易通过。但在黑洞的极端引力场中(时间和空间在这里被扭曲到极端程度)，相对论还未被检查过。科学家希望通过观測物质究竟是怎样坠入黑洞的，最终查明黑洞的特性是否符合广义相对论的描述。
有望揭示真相
測试相对论的另一种方法是使用脉冲星。
脉冲星是超新星爆发的超致密残余，它们的转速极快，每转一圈都以无线电波的“灯塔光柱”形式扫掠太空。这让脉冲星成为绝妙的计时器。如果银心存在脉冲星，科学家或许就能捕捉到另一个相对论效应——引力时间膨胀，即时间在一个大质量物体周围扭曲的时－空中变慢。如果观察到这个现象，就是大质量黑洞存在的证据。
脉冲星本质上相当微弱，在尘埃笼罩的银心探察脉冲星可谓困难重重，但科学家已开始努力探察银河系中的所有脉冲星，他们也对在银心附近探察到脉冲星抱有希望。
迄今为止，广义相对沦仍未面临威胁。S2是迄今唯一已知轨道距离“人马座A*”在1光日以内的恒星。要想真正探測这个超大质量黑洞周围的时－空，就需要观測多得多的如此靠近银心的恒星。
为实现这个目标，科学家正在升级双10米口径“凯克”望远镜(位于美国夏威夷)的红外干涉仪。与此同时，他们还在建造一部叫做“引力”的仪器，它将合并由“特大望远镜”(位于智利帕拉纳)的四部望远镜收集的近红外光，以前所未有的高分辨率測量微弱天体。科学家希望，“引力”将让他们能观測在仅几倍于黑洞视界直径的范围内运行的恒星。预计“引力”将在2013年投入运作。
数十亿年来，银河系一直在隐藏自己的最大秘密。再等几年吧，那时科学家可能就会最终揭示银心超大质量黑洞的真相。
人马座A*附近的G型天体如此靠近黑洞，它为什么不被毁灭？
多年来，科学家在银河系黑洞周围的轨道上观察到了“奇怪”，“未知”甚至“怪异”的物体。气体、尘埃云和恒星，他们虽然看似有千丝万缕的联系，但是科学家们还是很难对其神秘本质下最终定义。这个耗时长达十三年的枯燥研究是2020年1月15日发表在《自然》杂志上的一项研究主题。
神秘的恒星...
在安德里亚·盖兹的监督下，加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员在银河系中部观测到这些神秘的恒星。“ 在人马座A*的近轨道上发现了两个不寻常的物体。”人马座A*是银河系中心一个特大质量的黑洞，作者指出其质量大约相当于太阳的四百万倍。第一个天体被命名为“ G1”，于2005年被发现，第二个天体“G2”于2012年被发现。
最后四个（G3，G4，G5，G6）也被发现。这项新的研究报告了对这最后四个天体的发现，研究员们指出它们和前两个被发现的天体有共同之处，并且“足以证明他们被定义为一个新的公共类别的成员是合理的。”因此，它们被命名为G3，G4，G5和G6。以下是这六个G型天体共有的几种特征：
它们的外观相似，直径约为100天文单位。它们的大小相当于地心轨道大小的50倍；它们位于银河系超大质量黑洞周围半径小于0.13光年的范围内。（图解：6 颗已知 G 型天体的轨道 图源：technews）
对这些天体的研究已经在夏威夷茂纳凯亚火山的凯克天文台进行了13年。最大的难点就是区分星际物质和星团。为此，研究人员使用了OH-抑制红外集成视场摄谱仪（一种望远镜仪器），用于区分星际物质和星体的光谱。
（图解：凯克天文台 图源：futura-sciences）
...不确定性质
不过，这些物体的性质仍然有待确定。研究人员指出，“关于它们的性质尚未达成共识，天体G有着气体和尘埃云的特性但是却呈现出恒星团的动态属性。”这意味着这些物体看起来像气体或尘埃云，但是其运动状态与恒星更为相似。这些物体似乎有着恒星的密度，但当它们靠近黑洞时也会朝着黑洞延伸。
因此，安德里亚·格兹（Andrea Ghez）和他的同事安娜·库尔洛（Anna Ciurlo）假设这些天体是古老的双星，在经过超大质量黑洞附近时被其强大的引力合并。双星可以定义为由两个绕同一中心运行的恒星形成的系统。在人马座A*的轨道上发现的这些天体可能表明，宇宙中恒星的融合比我们想象得更频繁，更常见。
合并的古老恒星？
安德里亚·格兹（Andrea Ghez）解释说：“宇宙中恒星融合的情况发生得可能比我们想象的要多，而且可能很普遍。黑洞可能会导致双星合并。也许我们看到但不甚了解的众多恒星都是合并后的产物。我们不停地学习星系和黑洞是如何进化的。双星之间以及其与黑洞相互作用的方式与普通恒星之间及其与黑洞相互作用的方式非常不同。”
他的同事安娜·库尔洛（Anna Ciurlo）补充说，观察结果证明G2的外气层确实在通过超大质量黑洞附近时候急剧伸展，但其内部尘埃并没有广泛扩散。因此，天体物理学家得出结论:“一定有什么东西使它保持紧密，让它能够在遇到黑洞时存活下来。这证明了G2中存在一个恒星物体。”
让研究人员疑惑的是...
几年前，所有证据都显示G2的运行轨道离人马座A*太近了，觉得它肯定会被黑洞的各种内在力量摧毁，最终被黑洞吞噬（当时G2被认为是由气体和尘埃云组成）。然后，研究人员就可以通过吸积盘更详细地研究超大质量黑洞吸收物质的后果，也就是类星体形成的过程。
但是，它没有被黑洞吞噬，这说明它的密度比我们想象得更大，它不可能是简单的云状物。这个物体本身的引力必须足够大，因为它的密度足以抵抗黑洞的潮汐力。人们给此“非事件”命名为“宇宙泡沫"，或"宇宙火花"。
未来，天文学家将继续研究G型天体、银河系中巨大黑洞周围的恒星和气体的行为。他们希望更多地了解这些物体的本质，以及超大质量黑洞本身。
作者：Jeanne Gosselin
FY:赵婉玥
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