我們比想像中更靠近黑洞，而且是超大質量黑洞，地球危險嗎？

2020-11-28 姿勢分子knowledge

靜止是相對的，運動是絕對的，這是物理學上眾所周知的基本規律之一。儘管你躺在床上、坐在椅子上或者葛優癱在沙發上，你也只是相對於地面沒有運動。從太空中看，你也會隨著地球的自轉和公轉在不斷運動。

作為地球公轉的中心，太陽看似是太陽系中唯一不動的天體，實則不然。太陽也在自轉，並且在相對論所揭示的物理作用下，太陽也會受到行星引力的攝動而運動。更重要的是，太陽和圍繞在太陽周圍的整個太陽系，也在進行著公轉，那就是繞銀河系中心的公轉。

在此之前，科學家們指出：在直徑15萬光年的銀河系中，我們的太陽系處於距離銀河系中心約2.6萬光年的位置上，繞銀河系中心進行公轉，公轉速度約為每秒220公裡。即便這個速度已經非常驚人，由於尺度過大，太陽系需要整整2.5億年才能完成一個公轉周期，這個時間長度因此也被稱為「宇宙年」。

（圖片說明：太陽帶著八大行星繞銀河系公轉示意圖）

能夠吸引龐大的太陽系公轉，銀河系的中心肯定也是「有點東西」。

銀河系的中心

科學家指出，在銀河系的中心，有一個超大質量黑洞，那就是人馬座A*。我們知道，黑洞是宇宙中最恐怖的天體，擁有著極大的引力，連光都無法逃脫。而其中尤其恐怖的，就是超大質量黑洞，它們的質量通常可以達到太陽的100萬倍以上，甚至可以有數百億倍太陽質量。

人馬座A*就是其中之一，觀測結果表明，它的質量大約有太陽的400萬倍，史瓦西半徑達到了4400萬公裡。這個半徑，幾乎達到了太陽系最內側行星水星的公轉軌道了。

我們剛才所說的太陽系和銀河系中心的距離大約是2.6萬光年，基本上就是以人馬座A*為基準的。不過，最新的研究成果告訴我們：地球和它所在的太陽系，似乎離這個恐怖天體要比想像的更近。這倒不是因為我們被吸引過去了，而是源自於此前觀測結果的不準確。

天體距離測量史

我們曾經介紹過宇宙中天體距離的測量方法，在文章中我們也指出：很多測量也未必準確，科學家們也不得不持續更新出更準確的方法，然後推翻以前的理論。

11月26日的時候，我們剛剛分享文章介紹了一顆爆發於350年前的新星——狐狸座CK。在此之前，科學家一直認為它位於距離我們1630光年，而最新觀測數據將這個數字修正為10000光年，整整是此前的6倍。

還有10月19日我們也介紹過另一顆天體——參宿四，同樣也有距離數據的更新。此前科學家們認為參宿四距離地球約730光年，而現在的數據是500光年。而且，在得出730光年的結論之前，科學家們還得出過180光年、724光年等等數據。

這也是沒辦法的事，畢竟我們肉眼看到的宇宙是二維的，根本無法直接探測出天體的距離，只能通過種種間接的方法來進行推測。由於目前的科技水平限制，有的時候推測出錯也是在所難免的。好在，科學家們也在不斷改進方法，讓我們的數據變得越來越準。

工欲善其事，必先利其器

在這次對人馬座A*的距離測量中，科學家們採用了甚長基線幹涉射電天體測量探索（VERA）的技術，利用日本列島的多個射電望遠鏡進行精準同步觀測，然後將它們的數據進行處理，就可以虛擬出一個等效口徑達2300公裡的巨型望遠鏡。這個原理此前也被使用過，那就是拍攝黑洞照片的事件視界望遠鏡，如今日本科學家利用這個技術來繪製銀河系地圖。

VERA項目最早開展於2000年，通過這個虛擬望遠鏡觀測到的天體視差來計算它們的距離。根據地球在公轉到不同位置觀測到某顆天體的角度變化，就可以利用三角函數計算出天體和我們的距離。

這種方法看起來也比較傳統了，因為最早期的天文學家就是這樣計算天體距離的。它有一個弱點，那就是由於角度必須大到足夠我們觀測，所以天體距離不能太遠，一般只適用於100光年以內的天體。

而VERA利用了甚長基線幹涉技術，可以獲得驚人的觀測精確度，其角解析度甚至可以達到令人震驚的千萬分之一角秒。這個解析度有多麼驚人呢？這麼說吧，地球上看木星只有一個光點，它的視直徑也有30-49角秒，可見VERA的解析度有多高。

（圖片說明：視差法測量天體距離原理示意圖）

最新數據

前不久，VERA項目發布了第一份包含了99顆天體的觀測名錄，還有一些其他相關的研究。通過這些數據，天文學家們繪製了一張這些天體的位置和速度圖像。憑藉這些研究，他們更正了地球與銀河系中心黑洞的距離。

在1985年的時候，國際天文學聯合會將這個距離定義為27700光年。在去年的時候，GRAVITY合作組織進行了一次新的觀測，將這個距離更新為26673光年。

而VERA的數據告訴我們：我們比此前想像的要更靠近銀河系中心，這個距離大約是25800光年。由於距離的更新，相關的一些數據也需要改變，比如太陽系繞銀河系公轉的速度更新到了每秒227公裡，而不是此前官方宣布的220公裡。

誠然，和兩萬多光年相比，這不到一千光年的修正似乎不值一提，並且我們的太陽系也不會因此就墜入人馬座A*。但是，更精確的數字也更有利於我們觀測和研究銀河系中心黑洞及其周圍大量恆星的運動模式，以及它們所帶來的影響，這一點非常重要。

長期以來，包括歐洲航天局的蓋亞衛星在內的許多設備，都在致力於繪製最精確、完整的銀河系地圖。對於太陽系的家園，我們還有太多東西需要去了解。

（圖片說明：蓋亞衛星）

VERA的團隊也表示，他們希望未來能夠聯合東亞的其他射電望遠鏡，組成更大、更精確的設備，在更大尺度上提高我們對銀河系的理解。不識廬山真面目，只緣身在此山中，或許已經是過去了。身處銀河系中的我們，正在越來越了解宇宙中這座龐大的「孤島」。

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