By Tan, Jinge
概述
天文学家利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ ALMA ）发现了围绕 人马座A* 黑洞运行的“热汽泡”
天文学家利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ ALMA ）[1]发现了围绕 人马座A* [2] 黑洞运行的“热汽泡”，这是我们银河系中心的黑洞。这一发现有助于我们更好地了解我们的超大质量黑洞的神秘和动态环境。
德国波恩马克斯·普朗克射电天文研究所[3]的 Maciek Wielgus 表示，他们看到的是一个热气泡在 人马座A* 的轨道上飞驰，其大小与水星相似，但在短短70分钟内就完成了一圈。这需要一个令人震惊的速度，大约是光速的30%！说。他领导的这项研究在 2022年9月22日发表在《天文与天体物理学报》[4]上。
人马座 A*
人马座 A*
人马座A*（ Sagittarius A* ，简写为 Sgr A* ）是个位于银河系中心的特大质量黑洞。它位于星座人马座和天蝎座的边界附近，大约位于黄道以南5.6°，视觉上接近蝴蝶星团（ M6 ）和尾宿八（天蝎座λ）。
基于质量和日益精确的半径值，天文学家得出结论： 人马座A* 一定是银河系中央的特大质量黑洞。其质量的当前值为4.154（+- 0.014）百万太阳质量。
赖因哈德·根策尔（ Reinhard Genzel ）和安德烈娅·盖兹（ Andrea Ghez ）因发现 人马座A* 是一个超大质量致密天体而获得2020年诺贝尔物理学奖。
观测
这些观测是用在智利的 ALMA 进行的——这是一台欧洲南方天文台 (ESO) 拥有的公用射电望远镜（在事件视界望远镜（ EHT ）[5]合作期间）。2017年4月，EHT 将全世界现有的八台射电望远镜连接在一起，包括 ALMA ，发布了 人马座A* 的首次图像。为了校准 EHT 数据，作为 EHT合作 组织成员的 Wielgus 和他的同事使用了与 EHT 观测 人马座A* 同时记录的 ALMA 数据。令研究小组惊讶的是，在仅有的 ALMA 测量数据中隐藏着更多关于黑洞性质的线索。
碰巧的是，一些观测是在银河系中心发出 X射线 能量的爆发或耀斑后不久进行的，这被美国国家航空航天局的钱德拉X射线天文台[6]发现了。以前用X射线和红外线望远镜观察到的这类耀斑，被认为与所谓的”热点”有关，这些热气泡的运行速度非常快，而且靠近黑洞。真正新鲜有趣的是，这种耀斑迄今为止只在 人马座A* 的X射线和红外线观测中明确存在。
这张图片显示了 人马座A* 周围轨道上的一个热点，一个热气泡
这张图片显示了 人马座A* 周围轨道上的一个热点，一个热气泡。 人马座A* 是一个质量比太阳大400万倍的黑洞，位于我们银河系的中心。虽然黑洞（中心）已经被事件地平线望远镜直接成像，但它周围的气体泡却没有：它的轨道和速度是通过观测和模型推断出来的。发现这个热点的团队使用了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA），预测这个气泡的轨道非常接近黑洞，距离比黑洞的边界或”事件视界”大五倍。
这一发现背后的天文学家们还预测，正如这个图片所显示的那样，这个热点在围绕黑洞运行时变得越来越暗，越来越亮。此外，他们可以推断出，气体泡完成一个轨道需要70分钟，使其速度达到惊人的光速的30%。
理论支撑
长期以来，人们认为耀斑源于非常接近 人马座A* 的轨道上的非常热气体中的磁相互作用，新的发现支持了这一观点。现在科学家发现了这些耀斑的磁力来源的有力证据，这次观测给科学家提供了关于该过程几何形状的线索。
未来
“在未来，我们应该能够使用 GRAVITY 和 ALMA 的协调多波长观测来跟踪跨频率的热点——这种努力的成功将是我们理解银河系中心耀斑物理学的真正里程碑。”西班牙的 Ivan Marti-Vidal 说，他是该研究的合著者。
该团队还希望能够使用 EHT 直接观察轨道气体团块，以探测更接近黑洞并了解更多信息。 “希望有一天，我们会很自在地说我们‘知道’ 人马座A* 发生了什么。” Wielgus 总结道。
参考来源：
[1]阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列 – 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)
[2]人马座A* – 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)
[3]马克斯·普朗克射电天文研究所 – 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)
[4]天文与天体物理学报 – 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)
[5]事件视界望远镜 – 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)
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