夏末之央,今天我们来了解下银河系的中心

银河系中心,即银心,是银河系旋转的中心部位。银心与地球之间有8122±31秒差距,从地球上看,其位于人马座、蛇夫座以及天蝎座的方向。

银河系中心,即银心(英文:the Galactic Center),是银河系旋转的中心部位。银心与地球之间有8122±31秒差距(或26490±100光年),从地球上看,其位于人马座、蛇夫座以及天蝎座的方向,这个方向上银河的群星最为耀眼。紧缩的电波源人马座A*和银心位于同一位置。

夏末之央,今天我们来了解下银河系的中心


在银心周围1秒差距(秒差距是一个天文学中使用的距离单位,一个秒差距对应于地球轨道的平均半径对着弧的一秒角的距离,当于约3.26光年)的范围内,有大约一千万颗恒星,其中以红巨星为主,同时也有大量形成于约一百万年前恒星活动的超巨星和沃尔夫·拉叶星。银心处是一个质量相当于4.100±0.034百万个太阳的特大质量黑洞,为人马座A*无线电波源供能。

太阳和银心间的距离约为25000-28000光年(或7.7-8.6个千秒差距)。几何学方法、测量作为标准烛光(已知亮度的天体,可以用来计算距离)的天体都能估算出这个值,不同的测量方法得出的值在此范围内有所不同。离银心最近的几个千秒差距(约10000光年半径)的范围内,有一个稠密的球型区域,这个区域叫做银河核球,银河系最古老的恒星便位于这个区域。

有观点认为,银河核球并非真正意义上形成于上古星系间的碰撞和融合的核球,而是由中心区域形成的“伪核球”。然而,学界对于中心区不稳定性产生的花生壳型结构,或是半个光年半径(或0.5个千秒差距)范围内可能存在的球核仍有大量谜团未解。

银心可由一个强烈的电波源“人马座A*”(英文:Sagittarius A*)标识。周围物体的运动暗示人马座A*中可能藏有一个巨大、沉重、紧缩的物体。由于其绝大的浓度,关于这种物质最好的解释为一个质量约为太阳质量410-450万倍的超重黑洞(英文:Super Massive Black Hole,SMBH)。超重黑洞吸积的速率与星系中心质量减少的速率一致,约一年100个太阳质量。观察表明,哪怕最普通的星系中心附近都有超重黑洞的存在。


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斯皮策揭示了可见光看不见的:低温恒星(蓝色),热的尘埃(红色),靠近中央的明亮白点是人马座A*。作者 Credit: NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (SSC/Caltech)

对于银河中心区域的性质有过激烈的争辩。半长的估值为1~5个千秒差距(或3000~16000光年)之间,其方位则为相对地球到银心视线的10~50°之间。有学者主张银河有两个核心区,两个核心区互纠在一起。可是,天琴RR型变形并不明显地绕中心区旋转。中心区可能由“5个千秒差距环”构成,该环内有银河系内的大部分氢分子,以及银河系内大部分的恒星形成活动。从仙女座星系看,这应该是银河系最耀眼的特点。银河系核心发出的X射线与中心区域或银脊附近的重星有很大关系。

2010年,根据费米伽玛射线太空望远镜的数据,在银河核心南北两侧分别探测到两个巨大的球形“泡泡”。“泡泡”的直径约为25000光年(或7.7千秒差距);两个泡泡延申至南半球天空中的天鹤座和处女座。随后,帕克斯电波望远镜对电波频率的监听侦测到了与费米泡泡有关的极化辐射。这些观察数据很可能就是银河中心640光年(或200个秒差距)范围内恒星形成放出的磁化物质。


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图中的两个巨大的泡沫(蓝紫色)是来自银河中心的X射线/伽玛射线泡。作者 Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

后来,在2015年1月5日,美国国家航天局(NASA)报道,检测到了来自人马座A*的,强于正常数值400倍的光闪焰,此数据打破了记录。这次异常可能是由于小行星落入黑洞或者是具有磁性的气体流入人马座A*后磁场线缠绕造成的。


来自人马座A*的明亮X射线闪光,位置就在银河系中心的超大质量黑洞。作者 NASA/CXC/Stanford/I. Zhuravleva et al.

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