人马座 A*
/ SAJ-ih-TAIR-ee-us A-star /
在我们星系正中心、人马座方向,潜伏着一个射电波源,紧凑得异乎寻常,以至于 1970 年代的射电天文学家给它标上一个星号以示特殊。他们把它命名为人马座 A*,读作“人马座 A 星”,而几十年来它的真实本质都不确定。今天我们知道,它是位于银河系心脏的超大质量黑洞——我们整个星系绕之旋转的那个黑暗、致密的锚。
人马座 A* 的质量约为四百万个太阳,挤在一个比水星轨道还小的区域里。我们能极其精确地知道它的质量,靠的不是看见它——黑洞不发光——而是看恒星绕它公转。在二十多年里,天文学家追踪着一颗颗恒星,尤其是一颗叫 S2 的,沿紧致的椭圆轨道绕着一个看不见的点回旋;S2 每十六年绕一圈,在最接近时达到每秒数千公里的速度。唯一能在如此微小体积内锚定这般又快又紧的轨道的,就是一个约四百万太阳质量的黑洞。2022 年,事件视界望远镜公布了它阴影周围那圈发光气体的图像,直接证实了这幅图景。
人马座 A* 作为最近的超大质量黑洞而意义重大,是我们检验这类巨物如何运作、以及爱因斯坦引力在强场区如何表现的最佳实验室。它周围恒星的轨道给出了超大质量黑洞确实存在的最干净的证明,赢得了 2020 年诺贝尔奖。有两点值得明白地说出来。其一,它出奇地安静:它不是炽烈的类星体,而是一个微弱、几乎没在进食的黑洞。其二,“什么都逃不出”只指它的事件视界——位于正中心的一个微小球面;越过那个边界,它并没有在吸食整个星系——两万六千光年外的太阳绕它公转,与绕同样质量的任何其他形态的物体公转,并无二致。
恒星 S2 以十六年的轨道绕人马座 A* 摆荡,在最接近时掠过黑洞约十七光时之内——大约是太阳到海王星距离的四倍——并以约百分之三的光速飞奔。追踪这一条轨道,就把中央质量钉在约四百万个太阳,并揭示出爱因斯坦所预言的恒星路径偏移。
我们靠给绕它公转的恒星计时来称量人马座 A*——最著名的就是每十六年绕一圈的 S2。
人马座 A* 很安静,不是类星体,也不是宇宙吸尘器。“什么都逃不出”只适用于它的事件视界;在远处之外,它的引力不过相当于四百万个太阳。