旋涡气体帮助科学家确定银河系的超大质量黑洞质量 _科学

2022年5月12日，事件视界望远镜展示了银河系中心超大质量黑洞的图像，这是一个被称为人马座A*的庞然大物。(图片鸣谢:事件视界望远镜合作)
据美国太空网（康纳·菲利）：在我们银河系的中心坐落着一个黑暗的谜，一个名为人马座A*的超大质量黑洞。天文学家知道Sgr A*的存在已经有一段时间了，甚至在2022年捕捉到了它的壮观图像，但事实证明，获得它的大小和活动的精确测量很困难。
现在，根据马克斯·普朗克地外物理研究所(MPE)的新发现，一组天文学家以很高的精度确定了Sgr A*的质量和半径。
具体来说，Sgr A*被发现具有429.7万个太阳质量——半径小于金星围绕太阳的轨道。该小组通过研究在这个巨大空洞的轨道中发现的发光气体推断出了这一信息。
基本上，研究人员使用欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪(VLTI)的近红外干涉仪数据来跟踪黑洞周围旋转气体的电磁发射。他们在寻找耀斑——可能每天出现一两次的电磁辐射的明亮闪光。简而言之，这些耀斑让天文学家能够追踪Sgr A*周围气体的运动。
该团队分析了2018年、2021年和2022年观察到的耀斑。他们说，这些综合数据使研究人员能够以高精度估计黑洞的质量，这很重要，因为它提供了一种新的、独立的黑洞质量测量方法。令人欣慰的是，结果与之前的估计相符。
这些先前的测量是基于Sgr周围恒星的轨道轨迹。但问题是这些恒星比新测量的耀斑看起来要远得多。因此，以前的结果在技术上不太可靠。
研究人员在讨论他们如何计算Sgr的质量时，提到了所谓的“引力半径” 。A* 。一个物体的引力半径值与该物体的径向距离有关；它也必须与物体的质量成正比。为了Sgr 。半径代表从黑洞中心到视界的距离，视界是我们的宇宙和黑洞内任何东西之间的屏障。在视界之外，即使是光也会被黑洞巨大的引力所超越。
Sgr A*的引力半径大约等于0.1个天文单位，或者说是地球到太阳距离的十分之一。虽然这听起来很小，但实际上相对较大，因为太阳的引力半径值大约等于3公里(1.9英里) 。这也是太阳在坍缩成黑洞之前需要被压缩到的大小。
“我们现在从几个引力半径的耀斑中得出的质量与从几千个引力半径的恒星轨道中测得的值是一致的， ”迪奥戈·里贝罗在一份声明中说，他在马克斯·普朗克地外物理研究所负责这项研究的理论建模。
“这加强了银河系中心存在一个黑洞的理由，”他补充道。
研究人员也对这些测量可能包含的关于银河系中心结构形成的宝藏感到兴奋。根据Antonia Drescher的说法，他也参与了这项研究的测量，耀斑轨道的方向暗示了与远离黑洞的恒星盘的物理联系。
德雷斯彻在声明中说，“很高兴看到耀斑重复出现类似的行为。” 。所有这些都显示了天空中顺时针方向的环形运动；都有相似的半径和轨道周期。这看起来真的很美。"
该团队希望从耀斑收集的数据最终也能为科学界提供关于黑洞旋转的信息，这仍然是一个谜。
一项关于这些发现的研究发表在9月份的《天文学和天体物理学》杂志上。