地球在靠近黑洞?距超大質量黑洞比以前近2000光年,每秒快7公裡

2020-12-24 八兩科學

多數星系中心都有一個超大質量黑洞,銀河系也不例外。銀河系中心的超大質量黑洞名為人馬座A*(Sagittarius A*),質量約為太陽的410萬倍,約每11分鐘自轉一圈。根據國際天文學聯合會於1985年公布的數據,地球距離人馬座A*黑洞約27700光年。但一項新的研究表明,地球與人馬座A*黑洞的距離沒有那麼遠,並且繞行黑洞的速度比以往要更快。

我們在哪裡?從宇宙學的角度而言,科學家也很難弄清楚。主要是星際間充滿了霧氣瀰漫的熱氣體和塵埃,我們不能簡單地走出銀河系並在地圖上指出我們的位置,再說我們人類目前乃至長期一段時間都走不出銀河系。由於計算任務之艱巨,以至僅在一個世紀前,美國天文學家哈洛·沙普利(Harlow Shapley)首次確定太陽不在銀河系的中心附近。

要想確切知道地球在宇宙中的位置,最好方法就是測量許多恆星的位置和運動。不過說起來容易、做起來難,因為運動是相對的。當附近的恆星繞銀河系軌道運行時,太陽也在繞銀河系運行,因此我們只能測量恆星相對於我們地球的運動。但是恆星的運行軌道大多不相同,一些具有更多的圓形軌道,另一些則不是,所以需要進行足夠的測量數據才能確定太陽相對於整個銀河系的總體運動。正是如此,後來科學家算出了太陽系距離銀河中心約26000光年(銀河系本身直徑100000~180000光年)。

為了更好地測量地球的位置,日本國家天文臺的研究團隊透過「VERA」進行了15年的觀測,然後藉助天體測量法,重新繪製了地圖並弄清楚了地球相對於黑洞位置的數據,發現地球距離人馬座A*大約為25800光年,比1985年國際天文學聯合會公布的數值還近2000光年。除此之外,團隊還發現,地球正以227公裡/秒的速度繞著黑洞所在的銀河系中心運行,這比官方規定的220公裡/秒的速度要快一些。

VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry),中文名為射電天體測量技術、VLBI代表超長基線幹涉法,始於2000年,由日本各地的射電望遠鏡組成,用於繪製銀河系中的三維速度和空間結構。理論上,它的解析度相當於2300公裡直徑望遠鏡,可以將恆星的位置精確定位在10微秒內,足以看清楚放在月球表面上的一美分硬幣。

不過不用擔心,這並非指地球在繞行人馬座A*的速度變快,也不是地球正在被黑洞吸過去,只是科學家根據新的銀河系模型重新修正數據而已。

如果地球靠近人馬座A*會怎麼樣呢?

隨著越來越先進的望遠鏡,科學家也陸續發現了非常接近馬座A*黑洞的幾顆恆星。恆星編號S2,公轉速度接近每秒9000公裡,約為光速的3%,圍繞人馬座A*一周僅需15.9年;恆星編號S62,質量約為太陽的2倍,距離超大質量黑洞僅24億公裡,公轉速度每秒達到2萬公裡,約為光速的6.7%,繞黑洞一周僅為9.9年。

其中令科學家嘆為觀止的是恆星編號S4714的公轉速度最快,每秒24000公裡,即光速8%,是已知的銀河系運動速度最快的恆星。但由於S4714的軌道偏心率高達0.985,以至於距離人馬座A*的最近點只有19億公裡。所以S4714在每次接近黑洞的時候,都有可能被黑洞巨大的潮汐力撕碎一部分。

該研究已發表在《日本天文學會歐文研究報告》雜誌上。

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