銀河系中心（英語(yǔ)：Galactic Center），是銀河系環(huán)繞的中心區(qū)域，同時(shí)也是整個(gè)銀河系中最明亮的區(qū)域。銀心位于人馬座、蛇夫座與天蝎座三個(gè)星座中，距離地球24,000 至 28,400 光年（約 8,000 秒差距）。天球赤道座標(biāo)：星圖 赤經(jīng)17時(shí) 45分40.04秒，赤緯?29°00′28.1″。復(fù)雜的無(wú)線電波源人馬座A幾乎位于銀河系中心，并包含一個(gè)與銀河中心超大質(zhì)量黑洞位置吻合的強(qiáng)大且致密的電波源：超大質(zhì)量黑洞被命名為人馬座A*。吸積進(jìn)入黑洞的氣體，可能也涉及環(huán)繞它周圍的吸積盤，將釋放能量為電波源供給能源，而它們比黑洞本身大許多。
位于德國(guó)的馬克斯·普朗克外星物理研究所的科學(xué)家，使用智利的望遠(yuǎn)鏡證實(shí)，存在于銀河中心的超大質(zhì)量黑洞質(zhì)量為430萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量。在2015年1月5日，美國(guó)國(guó)家航空航天局報(bào)告說(shuō)觀測(cè)到人馬座A*的X射線閃焰破紀(jì)錄的比平常亮了400倍。天文學(xué)家宣稱，這種不尋常的事件可能是由于一顆小恒星落入黑洞被扯碎，或者是因氣體流入人馬座A*引發(fā)磁力線糾纏造成的。
銀河系是一個(gè)包含太陽(yáng)系的棒旋星系。直徑在100,000光年至180,000光年之間，平均厚度約1,000光年。估計(jì)擁有1,000億至4,000億顆恒星，還可能有1,000億顆行星。太陽(yáng)系距離銀河中心約26,000光年，在有著濃密氣體和塵埃，被稱為獵戶臂的螺旋臂的內(nèi)側(cè)邊緣。整個(gè)銀河系對(duì)銀河系外的宇宙參考坐標(biāo)系以大約每秒600公里的速度在移動(dòng)。
銀河系的大小規(guī)模比較，如果太陽(yáng)到海王星的大小相當(dāng)于25分的美元硬幣（24.3毫米），銀河系的大小就如同美國(guó)大陸。銀河系的總質(zhì)量估計(jì)為1.5萬(wàn)億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。
太陽(yáng)系大約每2.25—2.5億年在軌道上繞行一圈，可稱為一個(gè)銀河年，因此以太陽(yáng)的年齡估算，太陽(yáng)已經(jīng)繞行銀河20—25次了。太陽(yáng)的軌道速度是217公里/秒，每8天就可以移動(dòng)1天文單位，1400年可以運(yùn)行1光年的距離。
歐洲南方天文臺(tái)拍攝的銀河系圖，銀河系的中心在視野的中心，銀河的北方朝上。
這幅由藝術(shù)家所描繪的銀河系圖景中標(biāo)出了太陽(yáng)所處的位置，以及另一側(cè)處在盾牌—南十字臂中的恒星形成區(qū)
銀河系中的旋臂波浪
銀河系全圖
銀河系全圖
銀河系全圖
銀河系全景圖
據(jù)報(bào)道，2012年發(fā)現(xiàn)了銀河系中心一個(gè)非常紅的紅外物體接近超大質(zhì)量黑洞（上圖）。被稱為G2的該物體被預(yù)測(cè)在軌道上，還從G2中檢測(cè)到布拉克特-伽瑪（Brackett-gamma）射線，表明該物體是一個(gè)塵土飛揚(yáng)的有三個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的物體。加州理工大學(xué)洛杉磯分校銀河中心小組成員在2014年夏季對(duì)G2物體最接近黑洞的過(guò)程中進(jìn)行了密切監(jiān)視，G2到黑洞事件視界的距離居然一度只要幾百天文單位（1天文單位為地球到太陽(yáng)的均勻距離）。天文學(xué)家猜測(cè)，如果G2僅僅一團(tuán)氣體云的話，很快就被被黑洞的巨大引力撕扯成碎片。但這團(tuán)天體依然完好無(wú)損，僅僅稍有變形罷了，發(fā)現(xiàn)G2幸存下來(lái)。如果G2是氣體云，它將在接近黑洞時(shí)被撕裂。取而代之的是，天文學(xué)家證明了G2是一對(duì)雙星，它們串聯(lián)地繞著黑洞運(yùn)行，并合并成一個(gè)巨大的恒星，被氣體和塵埃掩蓋。
2020年1月15日加州理工大學(xué)洛杉磯分校銀河中心小組發(fā)現(xiàn)一群被銀河黑洞環(huán)繞的塵土包裹物，在我們銀河系中心距離超大質(zhì)量黑洞人馬座A *不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了一類新奇異的物體。他們?cè)?/span>2020年1月16日的《自然》雜志上發(fā)表了他們的研究。銀河系中央的0.1秒差距（0.326光年）上有一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞，該黑洞人馬座A *的位置旁，一群年輕的大質(zhì)量恒星簇（S星3）和各種氣態(tài)特征組成。最近，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)不尋常的物體圍繞人馬座A *軌道運(yùn)行：所謂的G源，即G1和G2氣體云。G2氣體云最接近黑洞，相距約241億公里。這些物體尚未解析（大小約為100個(gè)天文單位，但遠(yuǎn)星點(diǎn)除外，與黑洞的潮汐相互作用使它們沿著軌道伸展，并且它們同時(shí)顯示了熱塵埃散發(fā)和電離氣體的線散。
加州大學(xué)洛杉磯分校天體物理學(xué)教授安德麗亞·蓋茲（Andrea Ghez）講：“在接近黑洞的這段時(shí)間里，G2的體現(xiàn)一向很古怪，”蓋茲指出，“它在遠(yuǎn)離黑洞時(shí)看上去很溫和無(wú)害，但在接近黑洞時(shí)卻變成了一副耀武揚(yáng)威的樣子。”
在這次近距離觸摸后的幾年間，隨著G2逐漸遠(yuǎn)離黑洞，形狀又變得規(guī)整緊湊起來(lái)。這些都闡明，這團(tuán)天體內(nèi)部必定存在某種強(qiáng)壯的引力、將其緊緊維系在一起，闡明它可能是某種恒星。
G1和G2氣體云引起了人們的注意，因?yàn)樗鼈兯坪跖c超質(zhì)量銀河黑洞在潮汐作用下相互作用，可能增強(qiáng)了它的積聚活性。關(guān)于其性質(zhì)，尚未達(dá)成廣泛共識(shí)：G物體顯示出氣體和塵埃云的特征，但顯示出恒星質(zhì)量物體的動(dòng)力學(xué)特性。在這里，我們報(bào)告了對(duì)另外四個(gè)G對(duì)象的觀察，這些對(duì)象都位于黑洞0.04秒差距之內(nèi)，并且構(gòu)成了該環(huán)境可能唯一的天體。從六個(gè)G天體得出的軌道變化很大，它們的公轉(zhuǎn)周期從100年到1000年不等，在靠近黑洞時(shí)形狀會(huì)拉長(zhǎng)，這表明它們是共同但分開(kāi)形成的。
環(huán)繞銀河系中心黑洞旋轉(zhuǎn)的六個(gè)奇特天體G的概念圖
天文學(xué)家還描述了六個(gè)G圍繞銀河系中央黑洞旋轉(zhuǎn)的奧秘天體。該研究作者指出，這些異常天體看上去像是一團(tuán)團(tuán)橢圓形的氣體，質(zhì)量應(yīng)為地球的幾倍。但它們的行為卻像小型恒星一樣，可以從黑洞極近處擦肩而過(guò)，卻不會(huì)被撕成碎片。這些奇異的天體究竟只是氣體，仍是恒星呢？該研究作者指出，或許兩者皆而有之。依據(jù)它們的形狀，軌跡，以及與黑洞之間的相互作用，研究人員提出，每個(gè)G天體，在若干年前受黑洞引力的影響而相撞或許曾經(jīng)是一對(duì)雙星系統(tǒng)（即兩顆圍繞互相旋轉(zhuǎn)的恒星）至今仍在向外噴吐撞擊發(fā)生的氣體和塵埃。
銀河系中心的圖像
銀河系中心的圖像
銀河系中心在星圖中的位置
銀河系中心，在長(zhǎng)達(dá)16年的研究中，使用歐洲南方天文臺(tái)（ESO）的幾臺(tái)旗艦望遠(yuǎn)鏡，一組德國(guó)天文學(xué)家繪制了潛伏在我們銀河心臟的怪物周圍的最詳細(xì)的視圖，這是一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。這項(xiàng)研究通過(guò)繪制近30顆恒星的軌道圖，揭示了這個(gè)動(dòng)蕩地區(qū)的隱藏秘密，是以前研究的五倍。一顆恒星現(xiàn)在已經(jīng)繞黑洞完成了一個(gè)完整的軌道。通過(guò)以令人欽佩的耐心和驚人的精確度觀看28個(gè)繞銀河系最中心區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)的恒星的運(yùn)動(dòng)，天文學(xué)家已經(jīng)能夠研究潛伏在那里的超大質(zhì)量黑洞，它被稱為“人馬座A *”（發(fā)音為“人馬座A星”）。這項(xiàng)新的研究標(biāo)志著首次對(duì)如此眾多的中心恒星的軌道進(jìn)行了精確計(jì)算，并揭示了有關(guān)這些恒星的神秘形成以及它們所束縛的黑洞的信息。
“銀河系的中心是一個(gè)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)室，在這里我們可以研究與所有其他銀河核極為相關(guān)的強(qiáng)引力，恒星動(dòng)力學(xué)和恒星形成的基本過(guò)程，而且其細(xì)節(jié)層次是我們銀河系之外無(wú)法實(shí)現(xiàn)的”，位于慕尼黑附近加興（Garching）的馬克斯·普朗克（Max-Planck）外星物理研究所的負(fù)責(zé)人萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）解釋說(shuō)。充滿銀河系的星際塵埃阻礙了我們?cè)诳梢?jiàn)光下直視銀河系的中央?yún)^(qū)域。因此，天文學(xué)家使用可以穿透灰塵的紅外波長(zhǎng)探測(cè)該區(qū)域。盡管這是一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)，但值得付出努力。
該研究的第一作者斯蒂芬·吉列森（Stefan Gillessen）說(shuō)：“銀河中心擁有已知的最接近的超大質(zhì)量黑洞。因此，它是詳細(xì)研究黑洞的最佳場(chǎng)所?！痹搱F(tuán)隊(duì)通過(guò)觀察中心星在人馬座A *周圍的運(yùn)動(dòng)來(lái)將其用作“測(cè)試粒子”。正如在寒冷的陣風(fēng)中捕獲的葉子揭示出復(fù)雜的氣流網(wǎng)一樣，跟蹤中央恒星也顯示出銀河中心工作中的力量聯(lián)系。
然后，這些觀察結(jié)果可用于推斷黑洞本身的重要屬性，例如其質(zhì)量和距離。這項(xiàng)新研究還表明，恒星感知到的質(zhì)量至少有95％必須在黑洞中。因此，幾乎沒(méi)有空間容納其他暗物質(zhì)?！昂翢o(wú)疑問(wèn)，我們長(zhǎng)期研究中最引人注目的方面是，它提供了現(xiàn)在被認(rèn)為是確實(shí)存在超大質(zhì)量黑洞的最佳經(jīng)驗(yàn)證據(jù)。銀河中心的恒星軌道表明，有著四百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的中心一定是一個(gè)黑洞?！边@些觀測(cè)結(jié)果還使天文學(xué)家可以非常精確地確定我們到銀河系中心的距離，而現(xiàn)在測(cè)得的距離為27,000光年。
為了繪制這張無(wú)與倫比的銀河系心臟圖片，并計(jì)算單個(gè)恒星的軌道，團(tuán)隊(duì)不得不研究那里的恒星多年。因此，這些最新的開(kāi)創(chuàng)性成果代表了16年的專注工作，始于1992年使用位于智利拉西拉天文臺(tái)的歐洲南方天文臺(tái)（ESO）3.5米新技術(shù)望遠(yuǎn)鏡上的SHARP攝像機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。自2002年以來(lái)，隨后使用安裝在歐洲南方天文臺(tái)（ESO）8.2 米甚大型望遠(yuǎn)鏡（VLT）上的兩臺(tái)儀器進(jìn)行了更多觀測(cè)。
在過(guò)去的16年中，總共使用了歐洲南方天文臺(tái)（ESO）望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了大約50個(gè)晚上的觀察，以完成這一令人難以置信的觀察。與以前的研究相比，這項(xiàng)新工作將天文學(xué)家測(cè)量恒星位置的準(zhǔn)確性提高了六倍。最終精度為300微秒，相當(dāng)于從大約10,000 公里的距離看到一歐元硬幣。現(xiàn)在，已知的恒星軌道數(shù)量首次大到足以在它們之間尋找共同的性質(zhì)。
吉列森（Gillessen）說(shuō)：“最內(nèi)層區(qū)域的恒星像一群蜜蜂一樣處于隨機(jī)軌道上?！薄暗?，更遠(yuǎn)的是，這28個(gè)恒星中有6個(gè)繞著盤中的黑洞運(yùn)轉(zhuǎn)。在這方面，這項(xiàng)新研究還明確證實(shí)了發(fā)現(xiàn)中心盤的早期工作，中心定向的軌道，這就是如何最好地描述銀河系中心年輕恒星的動(dòng)力學(xué)。”一顆稱為S2的特殊恒星繞銀河系中心如此快速地旋轉(zhuǎn)，以至于在研究的16年內(nèi)完成了整整一圈的旋轉(zhuǎn)。觀測(cè)S2的一個(gè)完整軌道對(duì)實(shí)現(xiàn)高精度和理解該區(qū)域至關(guān)重要。然而，關(guān)于這些年輕恒星如何進(jìn)入今天所觀察到的軌道的問(wèn)題仍然是個(gè)謎。它們太年輕了，無(wú)法遷移到更遠(yuǎn)的地方，但似乎更不可能出現(xiàn)在它們當(dāng)前的軌道上，黑洞的潮汐作用在此。
令人興奮的是，未來(lái)的觀察已經(jīng)在計(jì)劃中，以測(cè)試試圖解決這一難題的幾種理論模型。萊因哈德·根舍（Reinhard Genzel）說(shuō)：“歐洲南方天文臺(tái)（ESO）仍然充滿期待?！薄皩?duì)于未來(lái)在黑洞附近的研究，我們需要比目前可能的角度分辨率更高的角度分辨率?！毕乱淮鷥x器GRAVITY的首席研究員弗蘭克·艾森豪爾（Frank Eisenhauer）認(rèn)為，歐洲南方天文臺(tái)（ESO）很快就能獲得所需的分辨率?！跋乱粋€(gè)重大進(jìn)展是將來(lái)自四個(gè)8.2米甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLT）單元望遠(yuǎn)鏡的光組合在一起，一種稱為干涉測(cè)量的技術(shù)。這將使觀測(cè)的精度比目前的水平提高10到100倍。這種組合具有有可能直接測(cè)試愛(ài)因斯坦在黑洞附近目前尚未探索的地區(qū)的廣義相對(duì)論?！?/span>
這些觀察結(jié)果是16年大型監(jiān)視活動(dòng)的高潮，該監(jiān)視活動(dòng)始于1992年歐洲南方天文臺(tái)（ESO）的SHARP新技術(shù)望遠(yuǎn)鏡。然后，使用納科·納斯米斯（NaCo Nasmyth）自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)（NAOS）近紅外成像儀和光譜儀（CONICA）和SINFONI的光譜測(cè)量?jī)x器在歐洲南方天文臺(tái)（ESO）的超大望遠(yuǎn)鏡上進(jìn)行追蹤。這兩種儀器都依賴于自適應(yīng)光學(xué)器件的使用，這使天文學(xué)家可以消除大氣的模糊效應(yīng)。由于銀河系的中心非常擁擠，因此必須以盡可能高的分辨率觀察它，因此需要自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。只有無(wú)線電信號(hào)，紅外線和X射線才能從銀河中心到達(dá)我們。無(wú)線電觀測(cè)結(jié)果表明，大多數(shù)氣體和X射線觀測(cè)站對(duì)高能過(guò)程都很敏感，而紅外線則可以觀測(cè)這些恒星。
銀河系中心氣體和灰塵圍繞黑洞的位置。在2019年5月13日在夏威夷島上的凱克 2望遠(yuǎn)鏡上進(jìn)行的一次觀察會(huì)議中，天文學(xué)家捕獲了人馬座A *星（Sgr A *），因?yàn)樗蝗蛔兞亮?/span>75倍，然后又恢復(fù)了正常水平。顯示了超過(guò)2.5個(gè)小時(shí)的圖像間隔時(shí)間。
人馬座A *星
人馬座A *星位置圖
銀河系黑洞質(zhì)量及其與地球的距離
銀河系黑洞中噴射物的證據(jù)，將來(lái)自錢德拉X射線天文臺(tái)的X射線數(shù)據(jù)與超大型陣列（VLA）的無(wú)線電觀測(cè)相結(jié)合，銀河中心小組成員展示了最好的情況，即存在從銀河中噴出的高能粒子射流中心超大質(zhì)量黑洞。合成圖像顯示，噴射流遠(yuǎn)離人馬座A *星并在太空中傳播，直到它與氣體相距數(shù)光年之遙，并觸發(fā)了激波鋒的形成。相互作用還加速電子并產(chǎn)生X射線。
銀河系中部最明顯的地方，銀河系中心本身位于人馬座，距離我們約有27,000光年，它藏在厚厚的星際塵埃云后面，這些塵埃云在可見(jiàn)光中看起來(lái)像是黑暗的遮蓋物。這張圖片涵蓋了2.5弧分的視場(chǎng)。
斯皮策圖像揭示了銀河系中心可見(jiàn)光看不見(jiàn)的：低溫恒星（藍(lán)色），熱的塵埃（紅色），靠近中央的明亮白點(diǎn)是人馬座A*。顯示了成千上萬(wàn)的恒星擠在銀河系的漩渦狀核心中。
銀河系中心圖像
銀河系中心大量的恒星在中心幾秒鐘內(nèi)以高速度運(yùn)動(dòng)
銀河中心的軌道平面方向。在球面上繪制軌道角動(dòng)量矢量指向的方向。恒星編號(hào)S66，S67，S83，S87，S91，S96，S97和R44是順時(shí)針恒星盤的成員（2009年），由粗的灰色點(diǎn)和虛線標(biāo)記。其他恒星的軌道是隨機(jī)定向的。標(biāo)簽的顏色表示恒星類型（藍(lán)色代表早期型恒星，紅色代表晚期型恒星）。銀河系中心黑洞附近，存在著一群年輕S恒星。
銀河拱門和五重星團(tuán)是銀河系中最重的年輕星團(tuán)。它們位于距黑洞約30秒差距（約97光年）的位置，并且形成于銀河系中最極端的環(huán)境之一。同樣，這些星團(tuán)經(jīng)歷了來(lái)自超大質(zhì)量黑洞的強(qiáng)大的潮汐剪切力。 這些星團(tuán)與銀河系中心附近的年輕恒星團(tuán)一起，為研究極端初始條件下恒星和星團(tuán)如何形成提供了理想的機(jī)會(huì)。
這幅銀河系中心的彩色紅外復(fù)合圖像，揭示了新的大質(zhì)量恒星群，以及圍繞中心300光年旋轉(zhuǎn)的熱電離氣體中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的新細(xì)節(jié)。這張一覽無(wú)余的全景圖是用銀河系核心拍攝的最清晰的紅外照片，并提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，以研究在其他星系經(jīng)常充滿暴力的核區(qū)域中大質(zhì)量恒星如何形成并影響其環(huán)境。該視圖將哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的近紅外攝像機(jī)和多目標(biāo)光譜儀（NICMOS）的清晰成像與以前的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡使用其紅外天文攝像機(jī)（IRAC）進(jìn)行的彩色成像相結(jié)合。中間的塵埃云將銀河核遮蓋在可見(jiàn)光下，但紅外光會(huì)穿透塵埃。顯示出大量的大質(zhì)量恒星分布在整個(gè)地區(qū)。一個(gè)新發(fā)現(xiàn)是，天文學(xué)家現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，大質(zhì)量恒星并不局限于銀河中心已知的三個(gè)大質(zhì)量恒星團(tuán)之一，即中央星團(tuán)，拱門星團(tuán)和五重星團(tuán)。在圖像中，這三個(gè)星團(tuán)很容易看到密集的明亮大質(zhì)量恒星。分布的恒星可能是孤立形成的，也可能起源于被強(qiáng)引力潮汐打亂的星團(tuán)。這些恒星的風(fēng)和輻射形成了在核心中看到的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在某些情況下，它們可能觸發(fā)了新一代恒星。
天文學(xué)家觀察到有史以來(lái)銀河系中心最大的X射線耀斑，這是從銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞中發(fā)現(xiàn)的。美國(guó)航空航天局（納薩NASA）的錢德拉X射線天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了這一事件，引發(fā)了有關(guān)這個(gè)巨大黑洞及其周圍環(huán)境行為的疑問(wèn)。位于我們銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞被稱為人馬座A *星或Sgr A *，據(jù)估計(jì)它包含了太陽(yáng)質(zhì)量的450萬(wàn)倍。天文學(xué)家在使用錢德拉觀察人馬座A *星（Sgr A *）對(duì)附近稱為G2的塵埃狀電離氣體云的反應(yīng)時(shí)做出了意外發(fā)現(xiàn)。馬薩諸塞州阿默斯特學(xué)院的首席研究員達(dá)里爾·哈加德（Daryl Haggard）說(shuō)：“不幸的是，當(dāng)它接近人馬座A *星（Sgr A *）時(shí)，G2氣體云并沒(méi)有產(chǎn)生我們所希望的煙花。”“但是，大自然常常使我們感到驚訝，我們看到了其他確實(shí)令人興奮的東西?！?/span>
2013年9月14日，哈加德和她的團(tuán)隊(duì)從人馬座A *星（Sgr A *）處檢測(cè)到X射線耀斑，其亮度比通常的安靜狀態(tài)高400倍。這種“巨大耀斑”的亮度比2012年初人馬座A *星（Sgr A *）之前最亮的X射線耀斑高出近三倍。人馬座A *星（Sgr A *）安定下來(lái)后，錢德拉在2014年10月20日觀察到另一場(chǎng)巨大X射線耀斑，比平時(shí)高出200倍。天文學(xué)家估計(jì)，G2在2014年春天離黑洞最近，相距150億英里。2013年9月觀察到的錢德拉耀斑距離黑洞約100倍，這使得該事件不太可能與G2有關(guān)。研究人員有兩種主要理論來(lái)研究導(dǎo)致人馬座A *星（Sgr A *）以這種極端方式爆發(fā)的原因。首先是小恒星離超大質(zhì)量黑洞太近，被重力撕裂了。這種潮汐擾動(dòng)產(chǎn)生的碎片變得非常熱，并產(chǎn)生了X射線，然后在黑洞的無(wú)返回點(diǎn)或視界范圍內(nèi)永久消失?！叭绻活w小恒星被撕裂，它會(huì)在黑洞周圍繞了幾個(gè)小時(shí)，就像水繞著排水溝流下來(lái)一樣，然后才掉進(jìn)去，”
馬薩諸塞州理工大學(xué)麻省理工學(xué)院的合著者弗雷德·巴甘諾夫（Fred Baganoff）說(shuō)?！斑@就是我們最后一次看到最明亮的X射線耀斑的時(shí)間，所以這是我們考慮的有趣線索?！比绻@個(gè)理論成立，那意味著天文學(xué)家可能已經(jīng)找到證據(jù)，證明最大的小恒星在被人馬座A *星（Sgr A *）撕裂后會(huì)產(chǎn)生觀察到的X射線耀斑。第二種理論是，流向人馬座A *星（Sgr A *）的氣體中的磁場(chǎng)線可能緊密堆積并纏結(jié)在一起。這些場(chǎng)線有時(shí)可能會(huì)自行重新配置，并產(chǎn)生明亮的X射線爆發(fā)。在太陽(yáng)上可以看到這些類型的電磁耀斑，而人馬座A *星耀斑具有相似的強(qiáng)度模式?！白钪匾氖牵瑢?duì)于由人馬座A *星（Sgr A *）造成這些巨大耀斑的原因尚無(wú)定論，”
位于德國(guó)加興的馬克斯·普朗克天體物理學(xué)研究所的合著者加布里埃萊·龐蒂（Gabriele Ponti）說(shuō)?！斑@種罕見(jiàn)和極端的事件為我們提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì)，只需使用一滴滴入的物質(zhì)來(lái)了解我們銀河系中最奇異的物體之一的物理學(xué)?！背薮蟮囊咄猓c錢德拉（Chandra）進(jìn)行的G2觀測(cè)活動(dòng)還收集了更多有關(guān)磁星的數(shù)據(jù)：強(qiáng)磁的中子星位于人馬座A *星（Sgr A *）附近。這個(gè)磁星正在經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的X射線爆發(fā)，而錢德拉（Chandra）的數(shù)據(jù)使天文學(xué)家可以更好地理解這個(gè)不尋常的物體。
從夏威夷火山國(guó)家公園看到的銀河系星群和銀河系中心
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X射線天文臺(tái)制作了銀河系中心區(qū)域圖像的匹配影像。每個(gè)圖像都顯示了望遠(yuǎn)鏡在銀河中心區(qū)域的不同波長(zhǎng)視圖，說(shuō)明了每個(gè)天文臺(tái)所進(jìn)行的獨(dú)特科學(xué)，揭示了銀河核心附近的強(qiáng)烈活動(dòng)。請(qǐng)注意，星系的中心位于圖像中間右側(cè)和正下方的亮白色區(qū)域內(nèi)。整個(gè)圖像寬度大約占一半度，與滿月的角寬度大致相同。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X射線天文臺(tái)制作了三張銀河系中心區(qū)域的圖像。斯皮策的紅外光觀測(cè)提供了銀河中心區(qū)域的詳細(xì)而壯觀的視圖（圖1）。哈勃望遠(yuǎn)鏡還能觀察到有限范圍內(nèi)的紅外光（圖2）。黃色代表哈勃望遠(yuǎn)鏡的近紅外觀測(cè)結(jié)果。銀河系的中心由右下角的亮斑標(biāo)記。沿左側(cè)是被明亮的大質(zhì)量恒星團(tuán)加熱的巨大的暖氣弧線。
此外，哈勃還發(fā)現(xiàn)了該地區(qū)更多的大質(zhì)量恒星。這些恒星的風(fēng)和輻射形成了整個(gè)圖像中氣體中所見(jiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這張一覽無(wú)余的全景圖是銀河系中心區(qū)域有史以來(lái)最清晰的紅外照片之一。紅色代表斯皮策的紅外觀測(cè)結(jié)果。我們銀河系的漩渦狀核心擁有成千上萬(wàn)個(gè)在可見(jiàn)光下看不到的恒星。這些恒星加熱附近的氣體和塵埃。這些塵土飛揚(yáng)的云彩在紅外光下發(fā)光，并揭示出它們通常具有戲劇性的形狀。這些云中有一些藏有恒星苗圃，這些恒星苗圃正在形成新一代恒星。就像大城市的市中心一樣，我們的銀河系中心是一個(gè)擁擠，活躍且充滿活力的地方。
錢德拉（Chandra）探測(cè)到的X射線使大量異物和高能特征曝光（圖3）。藍(lán)色和紫紅色代表錢德拉的X射線觀察結(jié)果。在此圖像中，紫紅色表示能量較低的X射線，藍(lán)色表示能量較高的X射線。數(shù)百個(gè)小點(diǎn)顯示出黑洞和其他密集恒星物體周圍物質(zhì)的發(fā)射。一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞（比太陽(yáng)大約四百萬(wàn)倍）位于右下角的明亮區(qū)域內(nèi)。X射線的漫射光來(lái)自超大質(zhì)量黑洞的流出，巨型恒星的風(fēng)和恒星爆炸而加熱到數(shù)百萬(wàn)度的氣體。這個(gè)中心區(qū)域是我們銀河系中最活躍的地方。將這些視圖放在一起時(shí)，此合成圖像提供了我們銀河系神秘核心有史以來(lái)最詳細(xì)的視圖之一。
在銀河系中心1.0 X 1.0弧秒內(nèi)的恒星軌道，該圖像中的每顆恒星都在運(yùn)動(dòng)。這些軌道為超大質(zhì)量黑洞提供了最佳證據(jù)。銀河系中心小組成員測(cè)量銀河系中心附近數(shù)千顆恒星的位置已有20多年的歷史了。特別是，已經(jīng)測(cè)量了兩顆恒星的全相位覆蓋范圍：S0-2（軌道周期為15.56年）和S0-102（軌道周期為11.5年）。最接近的方法是，S0-2距銀河系中心僅17個(gè)光小時(shí)，約為海王星與太陽(yáng)的距離的四倍。根據(jù)這些軌道數(shù)據(jù)，我們可以確定自己銀河系中中心黑洞的質(zhì)量。銀河系超大質(zhì)量黑洞，距地球只有25,000光年。它的質(zhì)量估計(jì)是太陽(yáng)質(zhì)量的400萬(wàn)倍，這意味著史瓦西半徑（Schwarzschild）大約是太陽(yáng)半徑的17倍。作為比較，水星的軌道位于約83太陽(yáng)半徑的距離。由于銀河中心是距離最近的超大質(zhì)量黑洞的地點(diǎn)，距離約為水星軌道的100倍。因此它是解決與超大質(zhì)量黑洞的基本物理學(xué)相關(guān)的一些最大謎團(tuán)，以及它們?cè)谛纬苫蛐纬芍械淖饔玫莫?dú)特的星系演變實(shí)驗(yàn)室。
觀測(cè)顯示了關(guān)于銀河系中心的S2星軌道的發(fā)現(xiàn)
銀河系的超大質(zhì)量黑洞周圍的S0-2和S0-102的軌道
人馬座A *星和最近爆炸發(fā)出的兩個(gè)光線回聲
人馬座A* 星圖像周圍區(qū)域
人馬座A *星中的黑洞被可見(jiàn)光譜中的暗云遮擋
人馬座A*星，這張照片是美國(guó)宇航局錢德拉X射線太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的
智利阿塔卡馬大毫米超長(zhǎng)基線陣列射電望遠(yuǎn)鏡（ALMA）觀察人馬座A*
人馬座A *黑洞的第一張照片
銀河系中央影像，可見(jiàn)S2的位置
S2，或稱為S0—2（S代表“來(lái)源/Source”）， S0-2這個(gè)名稱首次出現(xiàn)在1998年。S0被用來(lái)表示在天球上距離銀河系中心人馬座A*一角秒以內(nèi)的恒星，而S0-2則是當(dāng)時(shí)量測(cè)時(shí)距離人馬座A*第二近的恒星，這顆恒星稍后被簡(jiǎn)略編號(hào)為S2。是一顆極為接近銀河系中心無(wú)線電波源人馬座A *的恒星，位于赤經(jīng)17時(shí)45分 40.0442秒，赤緯?29°00′27.975″，它的軌道周期是16.0518年，半長(zhǎng)軸970天文單位，近拱點(diǎn)為17光時(shí)（18兆米或120天文單位）。S2的軌道周期只比木星繞太陽(yáng)軌道長(zhǎng)30％，但距離拱點(diǎn)不低于太陽(yáng)和海王星距離的四倍。
天文學(xué)家以歐洲南方天文臺(tái)的觀測(cè)資料推測(cè)S2最初形成時(shí)的質(zhì)量約為14個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量?；?/span>S2光譜觀察資料，該恒星的質(zhì)量約為10至15倍太陽(yáng)質(zhì)量。2008年天文學(xué)家已觀察到到S2周圍銀河系中心的完整軌道。已知的證據(jù)都顯示人馬座A *是超大質(zhì)量黑洞。由德國(guó)馬克斯·普朗克地外物理學(xué)研究所的天文學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)觀測(cè)S2環(huán)繞人馬座A*的軌道動(dòng)力學(xué)以量測(cè)地球到銀河系中心的距離，結(jié)果是7940±420 秒差距，與先前使用其他方式測(cè)定的結(jié)果吻合。S2于2018年5月接近人馬座A*時(shí)被精準(zhǔn)追蹤，觀測(cè)結(jié)果與廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)一致。S2的軌道是目前已知運(yùn)動(dòng)最快的彈道軌道，最接近人馬座A*時(shí)的軌道速度超過(guò)5000 公里/秒，相當(dāng)于光速的1/60%。加速度大約是 1.5米/秒2 或者地球表面重力的 1/6。2018年7月，德國(guó)天文學(xué)家萊因哈德·根舍（Reinhard Genzel）等人的論文中報(bào)告，S2的軌道速度于同年5月位于距離人馬座A *約120天文單位的近拱點(diǎn)時(shí)達(dá)到了7650公里 / 秒，相當(dāng)于光速的2.55％。
2012年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)另一顆比S2更接近銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的恒星S0-102。S0-102的亮度只有S2的十六分之一，因此天文學(xué)家無(wú)法立即確認(rèn)，而是累積多年觀測(cè)資料才將該恒星的光從該天區(qū)背景紅外光中分離。S0-102的軌道周期是比S2更短的11.5年。在圍繞銀河系中心黑洞的恒星中只有S2和S0-102在三維空間的軌道參數(shù)和軌跡是完全已知的。對(duì)天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，發(fā)現(xiàn)2顆極為靠近銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的恒星是相當(dāng)有趣的，因?yàn)樘煳膶W(xué)家將可同時(shí)使用這兩顆恒星的觀測(cè)資料，得到只使用S2資料更精確的黑洞周圍重力性質(zhì)與廣義相對(duì)論量測(cè)結(jié)果。
S2通過(guò)距離銀河系中心黑洞最近點(diǎn)的想像圖
S2和其他5顆恒星環(huán)繞銀河系中心超大質(zhì)量黑洞預(yù)設(shè)者人馬座A *的推論軌道
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