銀河系的中心是個巨大的黑洞嗎?

不會開坦克的貝塔


這沒什麼好說,銀河系中心就是個巨大的黑洞,質量有太陽的400萬倍。銀河系所有的天體都在它巨大引力的牽引下週而復始的旋轉,包括太陽系。



這個黑洞是半人馬座a*,是天文學家在1974年2月發現,距離地球有2.6萬光年,它旁邊是人馬座a東星、a西星。

人馬座a東星約有25光年寬,由10萬年前的超新星爆炸而來;人馬座a西星是個螺旋結構,約有20倍太陽質量。

人馬座A*就是這個問題的主角。它位於銀河系中心,距離地球2.6萬光年,是個超級大質量黑洞,質量是太陽的400萬倍,光暈半徑有1.7952×10¹⁰千米(120天文單位)。從它內部噴射出的每個巨大的羽狀煙霧氣體有100光年之長,並且不斷噴出10倍煙霧氣體的伽馬射線。


黑洞是不可見的,科學家能夠觀察到這個巨型黑洞都觀測到它周圍的視界引力範圍輻射出的熱量判斷出的。因為它總是貪婪的吞噬周圍的物質,這就會釋放出x射線、電磁波及引力波,在它快速旋轉的吸積盤內聚集的熱量高達10億度。

後來又對人馬座A*黑洞經過了16年天文觀測,研究員哈德·根舍表示已有確切證據初步證明這個超級黑洞的存在。


弄潮科學


銀河系的中心是個巨大的黑洞嗎?

銀河系中心遠不止一個黑洞,根據錢德拉硬X射線望遠鏡觀測,銀心附近存在數千個疑似黑洞的X射線源,這也許給了大家一個錯覺,黑洞都是黑乎乎的,要不然就沒有這響亮的名號了!但恰恰相反銀心卻是銀河系中最明亮的地方,為什麼會這樣?

銀河系的認識歷程

其實銀河系核球的認識過程就是銀河系認識的過程,從赫歇爾試圖以測量恆星位置來標出銀河系三維形狀的宏偉目標失敗,到哈勃發現河外仙女星系,天文學家得以參考確認了銀河系核心方向,即人馬座核心區域,但即使是知道了銀心也無法仔細觀測,因為銀道面塵埃當著了大量光線!

  • X射線天文學的發展

1962年,美籍意大利天文學家卡爾多·賈科尼利用探空火箭在150千米的高度檢測全天X射線波段輻射,原本打算測量月球的X射線強度,卻意外的發現了天蠍座一個強X射線源,這就是全天第一個強X射線源天蠍座X-1,後來證實這是來自銀心的X射線輻射。

天蠍座星圖

這讓銀心觀測開闢了另一個窗口,因為X射線的超強穿透力,使得它和γ射線一道成為高能天體物理學的重要組成部分。

1970年NASA發射了第一代X射線天文衛星:烏呼魯衛星,在軌期間總共發現了339個X射線源,其中包括第一個疑似黑洞天體,天鵝座X-1!

1999年發射的錢德拉X射線天文臺

值得一提是的是1999年發射的錢德拉X射線天文臺,它重大發現之一是觀測到了銀河系中心超大質量黑洞Sgr A*的X射線輻射!在2013年時,Sgr A*黑洞吞噬物質爆發的X射線耀斑被完整的記錄了下來!

  • 銀河系恆星分佈的3D模型

方法很簡單,就是將銀河系中的所有恆星的位置都測量一遍,然後輸入超級計算機,生成一個銀河系3D地圖。但這絕對不是人乾的活,計算機技術發展以後終於解放了天文學家。

1989年的發射的伊巴谷衛星統計了銀河系數百萬顆恆星的詳細參數,繪製了伊巴谷星表。

2013年發射的蓋亞衛星目標則是統計十億顆恆星的精確三維位置,目標是繪製銀河系最詳細的地圖,當然蓋亞成功了,而且取得的數據遠超預期,未來還將有一批蓋亞的數據公佈。

各位能從上帝角度欣賞銀河系,要感謝蓋亞,它的工作得以讓大家講銀河系結構盡收眼底!

銀河系的核球與黑洞

核球是銀河系恆星最密集的區域,也是銀河系中最明亮的區域,聚集了大量的老年恆星,當然恆星型黑洞在此處的密度將遠高於其他區域,因此錢德拉硬X射線發現銀心附近有數千個疑似黑洞的X射線源也算正常了!

中心箭頭處為銀心黑洞Sgr A*,周圍則是密密麻麻的銀心黑洞示意圖,當然這和銀心上百億顆恆星比起來,這點黑洞數量比例對銀心亮度的影響實在是太小了,而且黑洞的存在,其吸積盤的從電磁波到紅外以及可見光與X射線到伽瑪射線,全波段都對銀心增加亮度是有幫助的,而X射線則是它們穿越重重塵埃,讓X射線望遠鏡發現的重要手段。

這是觀測到在銀心黑洞周圍環繞公轉的恆星,其實根據任何一顆恆星的數據計算出恆星的質量,再根據其環繞速度,用牛頓萬有引力公式馬上可以計算出黑洞的質量,大約為太陽的400萬倍!

這是一個可怕的質量,但並不能HOLD住整個銀河系,還有核球處大量恆星的引力,當然瞭解的朋友還知道有暗物質這種看不見的物質也同時在提供引力。銀河系的暗物質暈均勻分佈於中心到距離10萬秒差距處(,遠大於銀河系範圍,1秒差距3.26光年),暗物質總量高達8×10^11 M☉到4.5×10^12 M☉之間!

銀河系暗物質暈示意圖

除了無數恆星和黑洞之外,銀河系還有星際氣體與銀道面塵埃,這些物質佔了恆星總質量的10%以上!可不要小看了這些氣體與塵埃,它們是銀河系恆星的誕生地,只有它們的存在才顯得銀河系不是那麼蒼老!


星辰大海路上的種花家


是的,銀河系中心就是個超級大質量的黑洞。

在大的星系中心一般都會有黑洞的存在,本次人類首次黑洞照片公佈的就是位於M87星系中心的黑洞,而這次“事件視界望遠鏡”拍攝的對象除了已經公佈的M87星系黑洞,還有位於我們銀河系中西的人馬座A*大黑洞。但首次公佈的照片並沒有銀核中心黑洞,可能經過更多的數據處理,隨後才會公佈。

人們是在研究銀河系中心的恆星運動時發現了人馬座A*大黑洞

通過對於銀河中心銀核附近恆星的運動,發現該區域的質量為太陽的260萬倍,空間範圍卻小於太陽系。而且通過美國的錢德拉X射線望遠鏡觀察到銀核區域的X射線非常強烈。

天文學家認為,在銀河系中心的人馬座A*是個一個超級大質量的黑洞,它不斷吞噬周圍的天體,附近環繞的氣體溫度極高,螺旋式的墜入黑洞,形成明亮的吸積盤。

銀核中心的大黑洞據估算是在銀河系早期形成,

銀盤中的恆星不斷撞擊合併,最後坍縮,造就了這個質量超級巨大的怪物,我們的太陽系也是在太陽的帶領下繞著銀核中心以220千米每秒的速度轉動,太陽的軌道週期為2.4億年,現在已經圍繞銀心轉了20來次了。


量子實驗室


銀河系中心確實有一個超大質量黑洞。

在宇宙中,質量是一個核心因素,我們知道天體的運行是因為有萬有引力,而萬有引力和質量有關,用愛因斯坦的看法就是,質量越大,時空的彎曲程度就越大,附近的天體會沿著測地線運動。所以,宇宙是一個質量為王的地方。

而銀河系包含了1500~4000億顆恆星,還有存在大量的星際物質,可見的總質量大概是太陽的1.5萬億倍。所以,要讓這麼多東西圍繞著中心轉,就必須得有個超大質量的天體,而黑洞恰恰就是宇宙中超大質量的存在。

所以,科學家猜測,大部分星系的中心應該都存在著一個黑洞,當然也包括我們所在的銀河系。這次拍到的黑洞照片就是M87星系的中心黑洞。而拍攝黑洞的團隊其實也對銀河系中心黑洞進行了拍攝,但是因為效果不好沒有發佈。

其實,早在1974年,科學家就間接發現了銀河系中心黑洞:人馬座A*。並估算出它的質量大概是431 ± 38萬,或者410 ± 60萬太陽質量。這個黑洞很有可能是我們最近的黑洞。


鍾銘聊科學


確實是這樣的,銀河系中心有超大質量黑洞,而且不止銀河系的中心,其他大部分星系中心都有一個超大質量黑洞,它的名字是SGR A*。



M87中心黑洞拍攝圖

Sgr A*的發現歸功於兩位天文學家,BruceBalick和RobertL.Brown,他們在1974年發表了一篇論文,描述了位於銀河系中心的一個明亮的射電源。 天文學家們已經知道有很多無線電波來自銀河系中心附近。卡爾·詹斯基是貝爾電話實驗室的一名物理學家,當他在上世紀30年代初偶然發現這個發現時,他正試圖找出電話公司可能不得不處理的靜電源。

詹斯基想進一步調查一下為什麼無線電波來自星際空間,但是貝爾實驗室對此並不感興趣,而且幾年來沒有人跟進這一發現。 儘管無線電源是在1974年被發現的,但SGR A*這個名字直到1982年才出現。天文學家們提出了另外幾個名字,比如GCCRS,這個名字有無線電源頭的意思,但它們沒有被接受。


布朗提出了Sgr A*的名字,星號符號被用於原子物理學中,指處於高能狀態的原子,描述銀河系中心黑洞這個符號是不可缺少的,布朗認為這將是一個很好的類比。我們銀河系中心黑洞大約有4400萬千米的直徑,距離我們25000光年左右,太陽系每2億年左右就會繞中心一圈,而黑洞本身每11分鐘就會自旋一圈。



這張圖包含來自錢德拉和哈勃太空望遠鏡的紅色和黃色紅外輻射。這些新發現是錢德拉有史以來最大的觀察計劃之一。在2012年,錢德拉收集了價值約5周的觀測數據,捕捉到了前所未有的X射線圖像,以及圍繞Sgr A*旋轉的數百萬氣體的能量特徵。


宇宙與科學


應該是的,但是這次發佈的不是銀河系中心的照片,而是M87。

這次首發的黑洞照片是一個叫做“時間視界望遠鏡”的項目,這個項目由全球很多國家的科學家和科研機構一起搞。他們的觀測目標主要是倆,一個是我們銀河系的中心,也就是半人馬座A*(讀作半人馬座A星,帶星的表示中間那個東西,不帶星的表示半人馬座A)。另一個就是M87的中心。而這個照片,就是M87的中心。

在很久很久之前,我們就通過已知的物理定律,推算出來了在星系的中心可能是一個黑洞。這主要是通過計算天體的質量達到多大時,引力就可以克服中子簡併壓力,這時就沒有什麼力量可以阻止這個天體進一步坍縮了,它就會變成一個黑洞。

我們觀測遙遠的星系,可以根據恆星的光譜來判斷這個恆星的質量大小。因為恆星發出的光,和它的質量有關係。大家可以想象成越大的煙花會爆炸的越亮,成分不同的煙花,會顯現出不同的顏色,恆星也是如此。通過這些天體的運動方式,我們就可以計算出他們之間的質量關係,從而得到這個星系中心的大概質量。如果這個質量遠遠大於3.2倍太陽質量,那就都有可能最終坍縮成一個黑洞。

而這次的目標,也就是M87,它的質量可以提前計算出來是65億倍的太陽質量。那這肯定是個黑洞沒跑了,否則之前的理論就有問題了。

所以在他們放出這個照片之前,我們是根據已知的物理定律和數學計算出來的,這個M87中心的大質量的天體,就應該是黑洞。這次照到照片之後,我們又可以確定之前的理論沒有問題,黑洞是真實存在的。

沒什麼問題的話今後還會放出銀河系中心黑洞的照片,科學家們最喜歡的就是觀測結果符合理論值,就好像強迫症患者一樣。


蛋科夫斯基


銀河系中心肯定是兩個以上而疊加成的黑洞,為什麼,因為地球也存在證據,如太陽系外物質,生物大爆發,一定是受到外來的干擾,否則地球是安穩的。,,,黑洞不是超大質量的天體,而是大的缺失天體,正是因為缺失才產生巨大的引力,,,。黑洞來自宇宙大爆炸。不是恆星坍縮形成的黑洞,,,星雲來自黑洞,恆星來自星雲,,,


美術家1


每個星系中心必須有個巨大的引力天體,目前具有這個龐大引力(引力範圍幾十萬光年)的天體無疑就是黑洞,星系大小跟黑洞大小有關係,越大的黑洞產生更遠距離的引力,銀河系接近二十萬光年直徑,那麼中心黑洞質量和引力是巨大的,不過在茫茫宇宙中銀河系只是普通的星系,算平均水平,更大的星系中心黑洞會更加巨大,不過黑洞質量引力巨大並不意味它的實際實體大,銀河系黑洞實體最多比地球大一點,大家知道地球如果成黑洞體積就籃球大小,可以想像銀河系這個黑洞實體該多麼巨大,不可想象它的質量和引力,還有磁性!


依森琪YSENCE


答:銀河系中心是一個400萬倍太陽質量的超大質量黑洞,在這個黑洞周圍,還存在數萬個黑洞,以及分佈十分密集的恆星群,所以銀心看起來非常明亮。


在沒有光汙染的夜晚,我們能在夜空中看見一條明暗相間的銀河,銀河中心比周圍更加明亮,但是由於星際塵埃的遮擋,我們無法直接觀測到銀河系中心的天體。

科學家藉助X射線望遠鏡,才能穿透星際塵埃和星際氣體看到銀河系中心的景象,經過幾十年的追蹤觀察,天文學家鎖定了銀河系中心附近的恆星運動規律,發現這些恆星均圍繞著一個看不見的天體運動,經過計算,這個天體的質量高達400萬倍太陽質量,且質量集中在很小的範圍內。

如此緻密的天體,在宇宙中只有黑洞,而且是超大質量黑洞,現代天文觀測表明,宇宙中幾乎所有的星系(矮星系除外),其中心都有一個超大質量黑洞,比如仙女星系的中心黑洞高達3300萬倍太陽質量,草帽星系的中心黑洞高達10億倍太陽質量。


在銀河系中心黑洞附近,恆星的分佈密度非常密集,是太陽系附近的幾十倍,而且還分佈著數以萬計的普通質量黑洞,以及個別中等質量黑洞(100~10萬個太陽質量)。比如在2019年3月,日本研究人員就在銀河系中心黑洞附近20光年的地方,發現一個質量3萬倍太陽質量的黑洞。

理論預言,光在我們銀河系中,就存在上億顆黑洞,黑洞分佈於銀河系的各個角落,但是科學家要想找到它們非常困難,目前人類發現距離地球最近的黑洞是麒麟座V616,有2800光年遠,大約10倍太陽質量。


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艾伯史密斯


現代天文學家認為絕大部分星系中心都有一個超大質量黑洞,比如銀河系中心430萬倍太陽質量的黑洞人馬座A*,再比如今年4月10日晚9點全球同步放出的5500萬光年外M87星系中心65億倍太陽質量黑洞


從德國天文學家卡爾.史瓦西從理論上證明黑洞開始,到物理學家根據恆星演化模型確認黑洞的誕生機制,再到發現距離地球最近的麒麟座v616黑洞。天文學家在這個過程中掌握了兩種尋找黑洞的辦法,第一是觀察恆星公轉軌道是否異常,二是採用射電望遠鏡或者x射線望遠鏡觀測黑洞釋放的電磁信號。

然而這兩種辦法卻並不太適用於觀測銀河系中心,因為地球所處的位置恰好在銀道面內,所以天文學家很難用望遠鏡洞穿厚重的星際塵埃直接窺視銀河系中心。


最終打破觀測僵局的還是射電望遠鏡與X射線望遠鏡,天文學家用這些設備記錄了自1995年到2009年間銀河系中心恆星的運動軌跡,結果發現所有恆星都在繞一個“看不見”的引力源公轉。

用萬有引力定律結合這些恆星的質量與公轉速度可以計算出這個“看不見”的引力源質量在太陽的430萬倍左右,如此一來“銀河系中心存在黑洞”便得到了最終證實。

不過目前天文學界還不清楚這個被稱為“人馬座A*”的誕生歷史,因為430萬倍太陽質量的黑洞不太可能由恆星坍塌而來。它更像是一群大質量黑洞旋進融合後的產物,而銀河系中心區域密集的球狀星團以及眾多老年恆星的存在也多多少少驗證了這個猜想。

254萬光年外的仙女座星系中心,存在一個3300萬倍太陽質量的巨型黑洞。


2939萬光年外的草帽星系中心有一個10億倍太陽質量的超巨型黑洞。

所以說從數據上來看,銀河系中心的人馬座A*並不是很大


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