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?

天空之城 2020/11/29 檢舉 我要評論

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公里。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週期,這個時間長度因此也被稱為「宇宙年」。

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4400萬公里。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。

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 甚長基線干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准同步觀測,然後將它們的資料進行處理,就可以虛擬出一個等效口徑達2300公里的巨型望遠鏡。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,一般只適用于100光年以內的天體。

而VERA利用了甚長基線干涉技術,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。

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