銀河系中心黑洞是如何被發現的?

2021-01-14 浩瀚宇宙

天文學家卡爾詹斯基過去30年來他一直在尋找一個黑洞，一個巨大的黑洞，就在我們銀河系的中心，他的發現將會推翻我們對宇宙是如何運作的所有概念。1931年，一位貝爾電話公司的研究員卡爾詹斯基正在測試一套新系統，它能將無線電訊息傳送到大西洋彼岸的歐洲。不過背景的噪音一直讓他很苦惱，經過兩年的仔細研究，詹斯基去除了大部分的幹擾，但是一個奇怪的訊號始終存在，每當天線指向人馬座，噪音就變得最吵，人馬座就位於銀河系的中心。

那不像是恆星會發出的訊號，天文學家開始懷疑它是否來自理論學家早已預測到，卻從未發現的物體，也就是黑洞。但是當時無法證實，銀河系的中心被一層厚厚的塵埃遮蔽無法看見。我們是位於銀河系中，而銀河系中心則是位於我們所在的整個龐大的螺旋星系的中央，有很多東西，塵埃和氣體，阻擋在我們與銀河系中心之間，因此無法觀察。後來，一位德國的天文學家萊恩哈德甘佐，找到了看穿遮蔽物的方法。用較長波長的光就能穿透那些塵埃，紅外線就是波長較長的光，很適合用來穿透遮蔽物，但它很難穿透地球大氣層中的水蒸氣。

於是萊恩哈德甘佐就前往地球上最高，最乾燥的地方，智利的亞他加馬沙漠。從1992年開始，他與他在馬克思普朗克協會的團隊展開了一場持久戰，目標是要找出造成銀河系中心產生奇怪噪音的東西。

他們發現，在銀河系中心周圍有一群很稠密的恆星，那是銀河系的正中央，一切都圍繞著它運行。於是他們首先懷疑的就是也許那裡有什麼東西。萊恩哈德的直覺認為黑洞可能就像是一個巨大的重力中心，讓數十枚恆星圍繞它運行。於是他開始了長期作戰。


他每一年都會拍攝一組照片，標出那群銀河系中心恆星的動態，他召集了一個很大的團隊來幫助他處理極大量的數據，並且用一種稱為自調光學的新技術，來讓這些遙遠恆星的影像更為清晰。用一般望遠鏡拍攝銀河系中心的影像，看起來非常模糊，而自調光學的效果會更加清晰。

數年之後就出現了讓人驚訝的模式，恆星在移動，而且移動得很快。這是天文學家從未看過的景象，一開始時10幾個，然後是20，30幾個恆星，都以極高的速度圍繞這中心一個完全漆黑且密度極高的物體運行，這會是黑洞存在的第一個證據嗎？如果是，真的有一個黑洞存在於我們銀河系的中心嗎？該怎麼做才能看到或證明某個你看不到的東西確實存在呢？至於黑洞，你會認為根據定義，光線是無法掙脫它的，但是還有重力。試想一下太陽系，太陽系的中央有太陽，然後是其他的行星，較外圍的行星圍繞太陽運行的速度很慢，距離太陽越近的行星運行的速度就越快。如果在你頭腦中把太陽關掉，結果就是在正中央有一個物體，質量等於太陽，行星圍繞著它運行。
萊恩哈德追蹤了15年，終於追蹤出了銀河系中心周圍那些恆星的完整軌道。萊恩哈德與他的團隊測量出，那些恆星的移動速度高達每小時1100萬英裡。同時他們測量出，中心點只有一個物體在電波源的位置上，而且它的質量是太陽的400萬倍，除了黑洞，沒有任何可信的物體符合這種結構。

來源：宇宙探索

銀河系中心的巨型黑洞 一群恆星繞其運轉

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