銀河系與銀河系天文學

人馬座 A*

/ SAJ-ih-TAIR-ee-us A-star /

在我們星系正中心、人馬座方向,潛伏著一個射電波源,緊湊得異乎尋常,以至於 1970 年代的射電天文學家給它標上一個星號以示特殊。他們把它命名為人馬座 A*,讀作「人馬座 A 星」,而幾十年來它的真實本質都不確定。今天我們知道,它是位於銀河系心臟的超大質量黑洞——我們整個星系繞之旋轉的那個黑暗、緻密的錨。

人馬座 A* 的質量約為四百萬個太陽,擠在一個比水星軌道還小的區域裡。我們能極其精確地知道它的質量,靠的不是看見它——黑洞不發光——而是看恒星繞它公轉。在二十多年裡,天文學家追蹤著一顆顆恒星,尤其是一顆叫 S2 的,沿緊緻的橢圓軌道繞著一個看不見的點回旋;S2 每十六年繞一圈,在最接近時達到每秒數千公里的速度。唯一能在如此微小體積內錨定這般又快又緊的軌道的,就是一個約四百萬太陽質量的黑洞。2022 年,事件視界望遠鏡公布了它陰影周圍那圈發光氣體的圖像,直接證實了這幅圖景。

人馬座 A* 作為最近的超大質量黑洞而意義重大,是我們檢驗這類巨物如何運作、以及愛因斯坦重力在強場區如何表現的最佳實驗室。它周圍恒星的軌道給出了超大質量黑洞確實存在的最乾淨的證明,贏得了 2020 年諾貝爾獎。有兩點值得明白地說出來。其一,它出奇地安靜:它不是熾烈的類星體,而是一個微弱、幾乎沒在進食的黑洞。其二,「什麼都逃不出」只指它的事件視界——位於正中心的一個微小球面;越過那個邊界,它並沒有在吸食整個星系——兩萬六千光年外的太陽繞它公轉,與繞同樣質量的任何其他形態的物體公轉,並無二致。

恒星 S2 以十六年的軌道繞人馬座 A* 擺盪,在最接近時掠過黑洞約十七光時之內——大約是太陽到海王星距離的四倍——並以約百分之三的光速飛奔。追蹤這一條軌道,就把中央質量釘在約四百萬個太陽,並揭示出愛因斯坦所預言的恒星路徑偏移。

我們靠給繞它公轉的恒星計時來稱量人馬座 A*——最著名的就是每十六年繞一圈的 S2。

人馬座 A* 很安靜,不是類星體,也不是宇宙吸塵器。「什麼都逃不出」只適用於它的事件視界;在遠處之外,它的重力不過相當於四百萬個太陽。

又稱
Sgr A*the Milky Way's central black hole银心黑洞射手座 A*