新浪科技综合|就这么一颗星,这个男人,盯着看了三十年( 二 )


天文学家考虑过 , 这会不会是超大质量的恒星导致的?但要达到这么高的亮度 , 理论上需要几百、上千倍太阳质量的恒星 。 这种恒星即使有 , 也会因为烧得太快而很快崩溃 , 不足以解释类星体现象 。
理论天体物理家们指出这样一种可能性:如果有一个几百万太阳质量的黑洞 , 它的史瓦西半径只有几个太阳那么大 , 那任何物质在向这个黑洞掉落的过程中 , 都会像是掉入一个极深的井中 , 让掉落物质的引力势能得以充分释放 。 用爱因斯坦的质能转化方程E=MC2衡量 , 核聚变只能烧掉0.1%的质量 , 而物质掉向黑洞的过程 , 则可以转化出相当于物质质量30%以上的能量!
黑洞不仅不黑 , 还是宇宙中最强发动机!
银河系中心是什么
既然宇宙中很多星系中心都疑似存在超大质量黑洞 , 天文学家自然会想到 , 我们自己的银河系中心 , 会不会也存在着超大质量黑洞?
反过来说 , 如果天文学家能在银河系中心确认超大质量黑洞的存在 , 就可以推而广之 , 确认用超大质量黑洞来解释类星体这种理论的可靠性 。
上世纪70、80年代 , 天文学家用当时已经相当丰富的各种观测手段对准银心一阵猛拍 , 发现这里确实不太对劲 。
【新浪科技综合|就这么一颗星,这个男人,盯着看了三十年】1977年 , 这里被发现有时会出现猛烈的电子、正电子湮灭辐射——说明银心有一个致密天体 , 在猛烈撕扯周围的物质 。
在射电波段 , 天文学家也识别出银心一个小而强的辐射源——人马座A* 。 得益于射电天文学在60年代发展出来的甚长基线干涉技术 , 人马座A*的位置可以被非常准确的确定出来 。 美国国立射电天文台的一组研究人员看了7年时间 , 发现人马座A*几乎一动不动 , 仿佛丝毫没有受到周围天体运动的扰动——说明它有着巨大的质量 。
射电天文学家还绘制出银心星云的分布 。 他们发现虽然银心附近也有不少星云 , 但最靠近中心的地方 , 存在一个10光年大小的空腔 , 像是被吸尘器扫荡过一样 。 而空腔外尚存的星云 , 则被质量巨大的引力中心拉扯成长条状 , 有的可以被加速到每秒上千公里的高速 。
丨银心附近的气体空腔(Genzel在1990年《科学美国人》文章配图)
时间来到1987年 。 为了推测中间这个超强引力中心是一个单独的超大质量天体(黑洞) , 还是由一团不怎么发光的致密天体(比如中子星)组成的密集星团 , 年仅35岁的Genzel放了个大招:他主笔的一篇大综述文章总结了很多不同人的观测 , 通过银心附近不同距离处天体的不同公转速度 , 确定了银心附近的质量分布(即不同半径内分别包含了多少质量) 。
他发现 , 那个10光年空腔的内外 , 质量分布迥然不同 。 空腔外侧 , 看起来就是一大团恒星 , 质量分布按密集星团的理论规律改变;而进入空腔内侧 , 就逐渐从原来的规律‘跑偏’ , 甚至到距离中心1光年以内的区域中 , 包含的质量几乎不再随半径改变 , 看起来像是没什么别的东西了 , 更像只有中心一个超大质量的点状天体 。

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