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用ALMA望远镜观察围绕银河系中心黑洞运动的恒星

2021-9-25 06:40| 发布者: IMUFU-KANE| 查看: 12205| 评论: 0

摘要: 周一·知古通今 | 周二·牧夫专栏周三· 太空探索 | 周四·观测指南 周五· 深空探测|周六 · 茶余星话| 周日 ·视频天象翻译:面包校对:方圆编排:张一帆后台:库特莉亚芙卡 李子琦 胡永威原文链接:https://alma ...


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翻译:面包

校对:方圆

编排:张一帆

后台:库特莉亚芙卡 李子琦   胡永威

原文链接:https://alma-telescope.jp/news/sgra-202109

    射电望远镜擅长观察宇宙中存在的气体。例如,在银河系中心的黑洞人马座A星周围,电离气体像几条手臂般伸展开来,这是早在三十年前就被人类发现的事情。另一方面,红外线很擅长观察星星,即使是星系中心附近的星星也能比较容易地观测到,补偿光学技术去除了大气造成的星星的波动,使拍摄得以实现。恒星发射的光的强度与波长的平方成反比,因此波长比红外线长的毫米波、亚毫米波的辐射会变弱。如此一来,用射电望远镜检测星星会变得十分困难。因此,迄今为止的射电望远镜只能用来观测距离较近的物体以外,而无法观测到星星。尽管如此,由于毫米波、亚毫米波的穿透力比红外线强,如果射电望远镜足够灵敏,即使是深埋在星云中的恒星,也有望被观测到。

    宇宙航空研究开发机构日本宇宙科学研究所坪井昌人教授领导的研究小组在2017年使用ALMA望远镜以频率230 GHz对银河系中心进行了观测,并在25毫米秒角的高分辨率中检测出了人马座a星的电波强度的5万分之1,实现了高灵敏度。凭借ALMA望远镜悬殊的高灵敏度、高分辨率,这是人类首次通过电波成功探测到银河中心周围的恒星。被检测出的恒星大约有50颗,几乎都是极其明亮的沃夫·莱耶星和O型星。此外,利用2019年的观测数据,射电望远镜首次对银河系中心的恒星运动进行了测量。

    结果表明,这个区域的恒星并不是随机移动的,而是可以分为好几个群。左图中蓝色椭圆内部,在人马座A星附近,很多星星都以人马座A星为中心顺时针公转。这个公转是通过红外线长年的观测所观测到的为人熟知的现象。不过,ALMA望远镜以2年为间隔,仅仅观测了两次也确认了这个现象。



这是用ALMA望远镜观测到的银河系中心的样子。左边是用ALMA望远镜观测到的恒星的位置和运动(箭头),人马座A星位于中心。右边是IRS13E星团的特写。图片来源: M. Tsuboi et al.

    如果这个区域的恒星形成是零散的,那么恒星的运动应该是随机的。恒星运动一致的观测结果表明,恒星是由向黑洞坠落的气体向下的同时形成的,或者说是恒星自身一起随气体向黑洞坠落。恒星的运动速度在外侧是缓慢的,只有几十公里每秒,但随着向内侧移动,运动速度就会变快,甚至达到数百公里每秒。这可以解释为恒星在人马座A星周围进行开普勒运动。根据这一速度推算出黑洞的质量是太阳的400万倍,与此前从其他观测结果推算出的质量一致。

这项研究成果将作为Masato Tsuboi et al.“Astrometry of the Nuclear Star Cluster using ALMA”在2021年9月13日开始在线召开的日本天文学会2021年秋季年会上发表。

责任编辑:王雨阳

牧夫新媒体编辑部



『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号:astronomycn



人马座A的影像,图源:NASA

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