關鍵字:天文學、銀河系、Galaxy、中心
1、科學進步--銀河系中心的發現
18世紀的天文學家認為,太陽和天空中所有的恒星構成了銀河系,而太陽就處在銀河系的中心。這一設想在19世紀被科學家沙普利推翻了。他研究發現,銀河系的中心不在太陽,而是趨于人馬座的一點。起初,人們用光學望遠鏡企圖窺測到銀河系中心的秘密,盡管人們有能力把光學望遠鏡造得越來越大,能夠望得越來越遠,但仍然看不見銀河系中心真面目。后來才弄清了這一原因,那是因為銀心附近布滿了大量的塵埃,這些塵埃就像一片白朦朦的大霧或刮起的黃朦朦的沙塵暴一樣,可以遮擋住人們的視線。近幾十年以來,紅外天文學、射電天文學和x射線天文學的飛速發展,給天文學家探測銀河系中心的奧秘提供了新的觀測工具和手段,因為紅外線、射電波和x射線均可以穿過塵埃屏障。這樣,來自銀河系中心的紅外線、射電波和x射線,就像是從銀河系中心出發的使者,可給們帶來銀河系中心的一些重要信息。
銀河系的中心也就是銀河系的自轉軸與銀道面的交點,而銀河系的核球即銀核是在人馬星座方向。用赤經、赤緯來表示的話,它2000年時在赤經17度45.6分,赤緯-29°00′,這一“點”就在人馬座伽馬星西北不遠,靠近蛇夫座和天蝎座邊界附近。至此,人們似乎已經發現了銀河系中心的秘密,然而,不斷出現的新的觀測結果迫使人們做出更深入的思考。
2、百家爭鳴--銀河系中心的探知
科學家們通過觀測發現,來自銀河系中心的紅外輻射、射電輻射和x射線輻射相比,比其他區域都強大得多。人們猜測,銀河系中心可能不是簡單的恒星密集,是什么狀況也難下結論。至1971年,兩位英國天文學家在分析了對銀河系中心區的觀測結果后指出,它的中心應該是一個有著一定質量的“黑洞”.他們預言,如果他們所提出的假說是正確的話,那么,銀河系中心還應該有一個強射電源,并且這個強射電源發出的輻射應該是同步加速的。幾年之后,人們果然在銀河系中心方向發現了這樣一個發出強烈同步加速輻射的強射電源,它就是人馬座a,是所知銀河系內最大的射電源。一些人據此判斷,人馬座a極有可能就是一個大質量的“黑洞”,但是一些人認為只能暫時將它看作是大質量“黑洞”的最佳候選者,但時至今日,仍有一些科學家堅持銀河系中心可能是密度極高的恒星集團,并非是什么超巨“黑洞”.他們認為,對于銀河系中心存在強射電輻射和紅外輻射這種現象,用其他非黑洞理論解釋也能說明,譬如恒星之間頻繁、劇烈的碰撞或許也能產生人們已經觀測到的那些現象。其次,人們對銀河系中心的情況了解得確實太小,比如,銀心發出的可見光們完全看不到,而實際上恒星物質的輻射大部分都是在可見光波段。如此一來,在只看到一個物體的很小部分時,就想對整個龐然大物進行整體描述,有如瞎子摸象,肯定會出現差錯。因此銀河系中心是否有黑洞,其真實的分布狀況究竟如何,在沒有充分觀測證據的情況下,還無法下最后的結論。
3、有據可循--超巨黑洞說的肯定
歐洲科學家宣布了銀河系中心存在超巨黑洞的最佳證據。他們說,過去20年中,科學家們一直在觀測銀河系中心一些星體的活動情況,尤其對一顆名為S2的星體的運行軌道進行了跟蹤研究,最終得出結論:S2附近確實存在一個巨型黑洞。質量是太陽7倍的S2,以每小時1.8億公里的高速每15.2年繞銀河系中心一周。之所以如此高速,是因為它周圍存在黑洞,“害怕”被黑洞“吞噬”.經過計算,這一黑洞距地球2.6萬光年,質量是太陽的370萬倍。
宇宙中所有的大型星系中心都有一個超大質量黑洞。超大質量黑洞大多是在130億年前的早期宇宙中形成的,那時宇宙充斥著大爆炸時期殘留的氣體云,一些區域用濃稠的星際氣體,從而形成了數千萬顆恒星。最初的恒星中多數都是超大質量恒星,它們溫度極高,燃燒速度也快,它們在死亡時留下了大量的黑洞。
引力將許多黑洞牽引到了一起,在早期宇宙中它們相互合并,形成更大的黑洞,束縛住越來越多的星際氣體。氣體云在圍繞黑洞旋轉的過程中演化了數以億計的恒星,形成了現在的星系。這個超大質量黑洞是整個星系的引力核心,它的引力牽引著該星系中所有的恒星繞自身公轉。如果沒有這個黑洞,整個星系的結構就會散架。
4、深入考驗--中心黑洞不只一個
當一顆恒星正在太空無穿行,突然,一個黑洞迎面出現,眼看就要將其吞噬。令人驚異的是,這個恒星竟然以極快的速度從黑洞旁邊掠過,瞬時逃亡于茫茫宇宙中。這顆詭異的恒星可不是憑空杜撰出來的,它在1600萬年前確實曾經從黑洞的魔掌中逃脫過。而當它經過地球附近時,它的行蹤被一名科學家偶然捕捉到了。一般恒星的運行速度最多不會超過每秒240千米,而科學家發現的這顆恒星正以每秒850千米的速度疾馳,這足以使它逃離銀河系的束縛。
科學家根據它的運行軌跡推測,這顆超速恒星很可能來自銀河系的中心,是從銀河系的中心逃逸出來的。那么它為什么沒有被超級黑洞所吸引甚至吞噬,反而能安全地離開呢以前人們認為,這顆恒星曾是一個雙星系統的一部分。當這對雙星過于靠近銀河系中心的黑洞時,強烈的引力就會將這對雙星拆開,俘獲一顆恒星,同時將另一顆恒星以極大的速度向外拋出?,F在,科學家有了更大膽的假設,可能銀河系中心不止一個黑洞,而是兩個超速恒星就是從銀河系中心被這兩個黑洞拋出來的美國科學家杰克·希爾斯就曾經詳細討論過兩個黑洞同時作用,使恒星加速的情況。恒星正是在兩個黑洞的共同作用下才有了足以逃脫銀河系的驚人速度。
這真是令人匪夷所思黑洞不僅放棄了它對恒星引以為傲的強大吸引,反而慷慨地贈與了恒星沖出銀河系的自由。究竟是兩個黑洞兄弟有意為之,合力塑造了超速恒星,還是“鷸蚌相爭,漁翁得利”,恒星在黑洞兄弟的斗爭中鉆了空子,才獲得了驚人的速度現在還沒有明確的答案??茖W家目前一共觀測到9顆這樣的超速恒星逃離了銀河系,研究人員估計今年還會發現10多顆。并且人們已經掌握了越來越多的信息,比如,如果一大團恒星盤旋著落向銀河系的中心黑洞,就會有許多恒星在差不多同一個時刻被拋擲出來。每一顆已知的超速恒星都是在不同的時刻離開星系中心的,所以應該不曾出現過一次超速恒星的大爆發。
隨著人們對超速恒星的繼續追蹤研究,或許真的能給我們帶來關于銀河系中心的嶄新的圖景。
參考文獻
1.百度百科,銀河系中心
2.白維家。銀河系中心的秘密[j].宇宙探索UNIVERSE
3.朱維和。銀河中心的黑洞[j].《大自然探索》1987年04期
4.沈志強。銀河系中心超大質量黑洞[j].PHYSICS2007,36(12)
5.無。銀河系中心存在黑洞的進一步證據[j].物理通報2002
6.無。銀河系中心存在超大黑洞天文學家又有新證據[j].物理通報2005