银河系的中心有没有很多黑洞（看天文学家如何一步步揭秘银河系中心黑洞）

新华社客户端上海5月13日电（记者 张建松）如果将宇宙想象为无边无际的大海，星系就是大海中的一座座小岛，我们地球所在的银河系也是其中一座。

银河系中心有一个超大质量黑洞—天文学家这一发现曾荣获2020年诺贝尔物理学奖。北京时间5月12日晚，包括中国在内的全球多地天文学家，同步公布了这个超大质量黑洞—人马座 A*的照片。

一项国际科学计划绘制的银河系结构图，红点处为太阳系。（上海天文台供图）

这是人类探索银河系漫长历史过程中一座崭新的里程碑。在一代代天文学家长达400多年的接续努力下，银河系中心黑洞正在揭开神秘面纱。这个超大质量黑洞距离太阳系约2.7万光年，质量超过太阳质量的400万倍，是目前所知距离地球最近的一个超大质量黑洞。

据中国科学院上海天文台台长、EHT合作国内协调人沈志强研究员介绍，1610年，伽利略用望远镜对着银河，发现尽管银河肉眼看上去像云一样，但实际上包含了很多恒星。1785 年，英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）针对望远镜分解出的这些恒星，绘制了银河系的粗略地图。

1918 年，美国天文学家哈罗·沙普利（Harlow Shapley）定位出银河系的中心。他利用造父变星距离测量，确定出银河系内一簇球状星团晕，是围绕着某个中心在旋转运动，该中心在人马座的一块天区当中。但那块区域在可见光波段被很厚的气体和尘埃所遮挡，因此无法被当时的望远镜看到。

随着射电技术登上历史舞台，这一难题迎刃而解。因为射电辐射可以穿透尘埃，抵达地球，被天文学家观测研究。被誉为“射电天文之父”的卡尔·央斯基（KarlJansky）是贝尔电话实验室的一名工程师，他于 1932 年首次发现了来自太空的射电波。

后续的研究表明，央斯基探测到的射电波正来自于银河系的中心区域，后来这片区域被称作人马座A。1951 年，澳大利亚天文学家进一步缩小发射源可能存在的范围，并表明它很可能就来自银河系中心。

1974 年，布鲁斯·巴里克（Bruce Balick）和罗伯特·布朗（Robert Brown）利用美国国家射电天文台绿岸望远镜，发现了银河系中心有一个非常亮而致密的射线源，布朗称之为人马座 A*（Sgr A*）。此后，主流的解释是，银河系中心存在一个黑洞，它提供了射电辐射的能量来源。

2002年，马克斯·普朗克外空物理学研究所的莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）小组，公布了一颗恒星S2围绕人马座A*运动的结果，这颗恒星他们监测了10年。这个结果表明：银河系中心的天体质量大于400万倍太阳质量。

针对人马座A*这个神秘射电发射源，中国科学院上海天文台沈志强研究员领导的一个国际天文研究小组，利用国际先进的甚长基线干涉阵（VLBA），于2002年11月3日成功获得了人马座A*在3.5毫米波长上的首个图像，并进而确定该源的真实直径与地球轨道半径相当。

也就是说，这个至少400万倍于太阳质量的人马座A*，所占区域的直径只有1.5亿公里，强烈地支持人马座A*是超大质量黑洞的物理解释。

2009 年，另一个小组公布了更多的恒星绕行的观测结果。这些结果表明位于银河系中心的天体很大可能是黑洞，因为没有其它已知的天体能在这么小的区域聚集这么大的质量。该研究以及其它关于人马座A*的研究，成为“银河系中心存在超大质量黑洞的最有力证明”。根泽尔和安德莉娅·盖兹（Andrea M. Ghez）因此获得2020 年诺贝尔物理学奖。

2012年之后，世界各地天文学家决定组成一个团队，联系全球的射电望远镜以观测黑洞的事件视界，并将该计划定名为“事件视界望远镜”（EHT）。给黑洞拍照的“事件视界望远镜”（EHT）由分布在世界多地的地面望远镜组成、形成一台口径相当于地球般大小的“虚拟望远镜”。

2019年4月10日，“事件视界望远镜”（EHT）合作组织发布了人类历史上第一张黑洞照片，那个黑洞位于M87的星系中央，距离地球5500万光年，其质量是太阳的65亿倍。

2022年5月12日，银河系中心黑洞的首张照片发布。来自“事件视界望远镜”（EHT）合作组织的270位科学家参与了此项研究。上海天文台天马望远镜作为东亚VLBI网主力测站，在联合观测中贡献了一份力量。

“拍摄一部银河系中心黑洞的‘电影’，是下一代EHT的追求。我们正在规划建设中国的亚毫米波VLBI望远镜，以期参与到对银河系中心黑洞的24小时不间断的接力观测中。”沈志强说。

星空浩瀚无比，探索永无止境！

新华社『上天入海』工作室出品

来源： 新华社