質量超過400萬個太陽,看起來卻像甜甜圈!銀河系中心「超大質量黑洞」真面目揭曉

天文學界再創新猷,揭示銀河系中央一個「超大質量黑洞」的真面目,它的質量超過400萬個太陽,形成無比強大的重力場,足以扭曲空間與時間,連光線都無法逃脫。但一部分物質被黑洞吸引時,會被加熱到極高的溫度並且噴出,因此可以觀測。

這個超大質量黑洞(supermassive black hole)位於人馬座(Sagittarius)附近,距離地球約2萬7000光年,被命名為「人馬座A*(Sagittarius A*,Sgr A*)」。研究計畫成員、美國亞利桑那大學(University of Arizona)天文學家歐澤爾Feryal Ozel)說:「這個黑洞暗影的周圍有一道明亮的光環,像個甜甜圈。」

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由全球13家天文機構、300多位研究人員組成的「事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,EHT)」3年前拍攝「Messier 87(M87)」星系的一個黑洞,讓人類首度見識到黑洞的面貌,12日發表最新成果。台灣中央研究院天文及天文物理研究所(ASIAA)資深研究天文學家包傑夫(Geoff Bower)也是EHT團隊成員。「人馬座A*」雖然距離較近,但質量只有M87星系黑洞的1500分之1,而且自轉速度極快,因此觀測難度更高。

與其他猛烈吞噬星際物質的黑洞相比,「人馬座A*」可說是「有一餐沒一餐」,歐澤爾以「溫柔的巨人」形容過去天文學家只能以其周遭恆星與星塵的變化間接證實其存在,如今總算能夠直接觀測。首先確認「人馬座A*」性質的兩位天文學家根策爾(Reinhard Genzel)與吉茲(Andrea Ghez)在2020年榮獲諾貝爾物理學獎

位於銀河系中心的超大質量黑洞「人馬座A*(Sagittarius A*,Sgr A*)」(AP)
位於銀河系中心的超大質量黑洞「人馬座A*(Sagittarius A*,Sgr A*)」(AP)

位於銀河系中心的超大質量黑洞「人馬座A*(Sagittarius A*,Sgr A*)」(AP)

EHT使用一種名為「特長基線干涉測量法(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)」的技術,調校全球各地11座無線電天文望遠鏡的觀測信號,整合成一座巨大的「虛擬無線電望遠鏡」,大幅提升觀測遙遠星體的解析度。科學家打比方,VLBI可以讓我們看到月球表面上的一顆乒乓球。

「人馬座A*」不但讓世人大開眼界,它的性質也再度驗證了愛因斯坦(Albert Einstein)的廣義相對論。天文學家認為,幾乎每一個星系的中心都會有一個超大質量黑洞,但其形成過程仍有待探討。

藝術家筆下黑洞的概念圖。周圍環繞黑洞的盤狀物質即為吸積盤、上方條狀物為噴流。(NASA)
藝術家筆下黑洞的概念圖。周圍環繞黑洞的盤狀物質即為吸積盤、上方條狀物為噴流。(NASA)

藝術家筆下黑洞的概念圖。周圍環繞黑洞的盤狀物質即為吸積盤、上方條狀物為噴流。(NASA)

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