银河系中心黑洞首张照片背后：射电天文学的“诞生之音”

北京时间2022年5月12日晚9点，视界望远镜合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A*(Sgr A*)的首张照片。这是继2019年EHT合作组织发布人类历史上第一张黑洞照片后的又一重大突破，该黑洞位于更遥远的星系M87的中心。

对银河系的研究可以追溯到意大利物理学家和天文学家伽利略。1610年，伽利略用望远镜发现，银河系虽然肉眼看起来像一朵云，但实际上是由恒星组成的。1785年，英国天文学家威廉·赫歇尔绘制了银河系的初始地图。

1918年，美国天文学家哈洛·沙普利(harlow shapley)利用造父变星确定了银河系的中心和银河系周围的球状星团，其中心位于人马座的一个区域。该区域被可见光望远镜观测到的厚厚的气体云和尘埃云遮挡。造父变星作为变星的一种，是一种高光度、周期脉动的变星。它的亮度随时间呈周期性变化，其光变周期(即一周亮度变化的时间)与其光度成正比，因此可以用来测量恒星与星系的距离。

这种嘶嘶声的时间随季节而变化。在一位天文学家朋友的建议下，扬斯基查阅了一些天文学书籍，并于1932年12月得出结论，奇怪的嘶嘶声来自“太阳系之外”。1933年4月，他在华盛顿特区的一次会议上发表了一篇论文，并宣布了这一发现。1933年5月5日，《纽约时报》在头版报道了这一声明。

10天后，扬斯基接受了一家全国广播网的采访，称他已经确定了噪音在太空中的位置。“这似乎证实了沙普利博士的计算，即无线电波似乎来自我们银河系的重心。”

这个区域，后来被称为人马座A，是这个星座中最亮的射电源。1951年，澳大利亚射电天文学家进一步缩小了发射源的范围，认为它是银河系的中心。

1974年，布鲁斯·贝里奇和罗伯特·布朗利用国家射电天文台的格林班克干涉仪发现了一个非常明亮致密的天体。布朗后来将其命名为人马座A*(带星号)。黑洞是解释这个天体发出明亮射电的主要原因。1994年，红外和亚毫米波研究估计人马座A*的质量是太阳的300万倍。

2002年，由马克斯·普朗克地外物理研究所的莱因哈德·根泽尔领导的一个小组报告了一项对人马座A*附近一颗名为S2的恒星轨道运动的10年研究。研究得出结论，银河系中心人马座A*的质量是太阳的400多万倍。

2009年，另一个团队报告了对该区域恒星轨道的进一步观察，并得出结论:中央天体可能是一个黑洞，因为没有其他现象可以解释为什么如此巨大的质量可以容纳在如此小的空间中。这项研究和其他关于人马座A*的研究为加州大学洛杉矶分校的莱因哈德·根塞尔(reinhard Gensel)和安德里亚·盖兹(Andrea Ghez)赢得了2020年诺贝尔物理学奖，因为他们提出了“迄今为止关于银河系中心存在超大质量黑洞的最有说服力的证据”。

半人马座A*，银河系中心的超大质量黑洞，由EHT合作组织绘制，大图来自美国宇航局。

EHT合作团队拍摄的第一张人马座A*照片提供了银河系中心存在超大质量黑洞的直接视觉证据，黑洞周围的现象与理论预测一致。这张照片成为伽利略至今对银河系研究的顶点，有助于科学家进一步研究超大质量黑洞周围气体行为的理论和模型。

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