银河系中心的黑洞如何被发现的?黑洞不可怕,关系着我们的命运!

美国天文学家Andrea Ghez过去很多年来曾经一直来往夏威夷,试图发现在银河系的中心处是否有个超大质量黑洞存在。自从Andrea Ghez最初开始研究天文学以来,还从未想到过就在我们星系的中心可能会有个超大质量黑洞。一直以来的观点就是,星系只是围绕着中心物质团旋转着,只不过是恒星,气体或星尘,没别的什么特别的。

Andrea Ghez用的是一架甚至比哈勃还要功能强大的望远镜:凯克望远镜,它坐落于14000英尺高的莫纳克亚山上面。凯克望远镜是世界上最大的光学望远镜,它有个巨大的镜片,直径达10米,是由36块经过高度抛光的镀铝镜片组成。Andrea Ghez将望远镜聚焦于我们银河系中心部位的恒星,她正寻找着可揭示黑洞存在着的高速运动迹象。

银河系的中心如此之近,而凯克望远镜如此强大,Andrea Ghez可以比以往的任何人更为近距离的观测星系中心。通过叠加整晚拍到的数千张照片,电脑可以纠正大气层造成的扭曲现象,产生出一张星系中心的详尽照片。Andrea Ghez几年时间里一直跟随着恒星的运动轨迹,如果没有黑洞存在,它们会非常缓慢的运动着。但她发现这些恒星正以超过每秒1千公里的速度环绕着。

Andrea Ghez观测的这些恒星距离我们的星系中心有2光周,因此它们的运动,它们以每秒1千公里的速度运动这个事实告诉我们,这2光周的范围内有个是太阳质量2百万倍的物质存在,宇宙中只有一样东西有次重量,位于这个旋转恒星正中心的是个超大质量黑洞,你看不到它,但它就在那里。宇宙中最具破坏性的力量就蛰伏在我们自己星系-银河系的中心地带。

如今宇宙学家面临的疑惑就是它对于周围星系有何影响,照现在看来,如果每个星系在其中心都有个黑洞,这绝不是巧合。也许黑洞正是星系只所以如此以及如何运作的本质部分,没有人预料到黑洞的大小可能会和星系的大小有关,显示出在星系和其黑洞间有某种神秘的不可见的关系,但这是什么则是科学家们要等上几年来解决的谜题。

首个突破来自于加载于哈勃太空望远镜上的一个新设备,这个设备极大加速了对新黑洞的发现,让科学家拥有了许多可跟随的新的潜在线索。几年后数据传输回到地球,在筛选数量的人之中有两位年轻的竞争着的研究员。他们做出的发现会将宇宙学世界颠倒个个。

他们发现了如此数量的黑洞,这在以前是做不到的。同时科学家们还在寻找黑洞和星系间的联系,因此他们查究了所有的不同星系特征,寻找有可能的线索。但直到他们着眼于成为西格玛(sigma)的特性,这个谜团才得以解开。

Sigma只是对于实际上非常简单的事所用的一个很炫的名字,Sigma是指在星系外缘的那些环绕着的恒星运动的速度,那些恒星不会受到黑洞的作用,它们会受到星系中其他恒星的作用,它们不知道或不关心黑洞是否在那儿,如果将黑洞从星系中取走,它们也会以以往完全相同的速度运动着。这就使得科学家们相信,在黑洞大小和星系边缘的恒星运动速度之间不会有任何的关联。事实上,他们错了!

在两位研究院审查新数据时,他们先得要计算每个黑洞的质量,然后他们要算出在星系边缘运动着的恒星的速度,并将所有这些数据放在一张图表中。数据好了以后,就将新黑洞的质量和那个星系的Sigma值加在绘图上,在两者之间应该不会有关系。然而在他们加上代表恒星运动速度对应于黑洞质量的每一个新点时,让他们惊异的是这些点在途中都置于一个明显的带状区域内,这两项特性明显有关联。结论就是,黑洞越大,在星系边缘的恒星运动的速度就越快。

我们所发现的是位于星系中心的超大质量黑洞,和星系本身确实有着非常紧密的联系,处于星系边缘的恒星与黑洞之间没有物理关联,然而它们的运动速度与处于数十亿英里之遥的黑洞之间紧密相关。这种关联导向了一个非比寻常的观念:星系和它们那些巨大黑洞自诞生时就相关。

实际上科学家们认为超大质量黑洞甚至可能参与了星系本身的形成过程。天文学家总在寻找着相互关联性,而当找到一个像这样的紧密关联性时,它就是个你得要去寻找某些物理学基础的征兆,可能得以解释所发生事情的物理规则。

(0)

相关推荐