科学家对银河系中心超大质量黑洞的精确洞察

天文学家对银河系中心超大质量黑洞周围恒星的运动进行了迄今为止最精确的测量。在双子座北望远镜的帮助下获得的这些结果表明，银河系中心所含质量的 99.9% 是由黑洞引起的，只有 0.1% 可能包括恒星、较小的黑洞、星际尘埃和气体或暗物质。

天文学家比以往任何时候都更精确地测量了潜伏在银河系中心的超大质量黑洞附近的四颗恒星的位置和速度，该黑洞被称为人马座 A* (Sgr A*)[1]。这些被称为 S2、S29、S38 和 S55 的恒星被发现以某种方式运动，这表明银河系中心的质量几乎完全是由于人马座 A* 黑洞造成的，留下的空间非常小还要别的吗。

该团队在这项研究中使用了各种尖端的天文设施。为了测量恒星的速度，他们使用了夏威夷莫纳基亚山顶附近双子座北双子座近红外光谱仪 (GNIRS) 的光谱，这是国际双子座天文台的一部分、NSF 的NOIRLab计划和 SINFONI 仪器在欧洲南方天文台的甚大望远镜上。恒星的位置是在VLTI 上用 GRAVITY 仪器测量的。[2]

“我们非常感谢双子座天文台，它的 GNIRS 仪器为我们提供了我们需要的关键信息，”马克斯普朗克地外物理研究所所长、2020 年诺贝尔物理学奖的共同获得者 Reinhard Genzel 说。“这项研究显示了最好的全球合作。”

银河系中心距太阳约 27,000 光年，其中包含紧凑型射电源 Sgr A*，天文学家已将其确定为一个质量是太阳 430 万倍的超大质量黑洞。尽管进行了数十年的艰苦观察——并因发现人马座 A*[3]的身份而获得诺贝尔奖——但仍难以最终证明这一质量的大部分仅属于超大质量黑洞，并不包括巨大的黑洞。大量的物质，例如恒星、较小的黑洞、星际尘埃和气体或暗物质。

“随着 2020 年诺贝尔物理学奖因确认人马座 A* 确实是一个黑洞而获得，我们现在想要走得更远。我们想了解银河系中心是否还隐藏着其他东西，以及广义相对论是否确实是这个极端实验室中正确的引力理论，”参与这项工作的天文学家之一斯特凡·吉尔森 (Stefan Gillessen) 解释说。“回答这个问题最直接的方法是密切跟踪靠近人马座 A* 的恒星的轨道。”

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