人马座A*新发现：双星系统现身，耀斑结构首揭

人马座A*新发现：双星系统现身，耀斑结构首揭

引用

中国科学院

等

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来源

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https://www.cas.cn/kj/202412/t20241218_5042830.shtml

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https://www.cas.cn/kj/202404/t20240423_5012315.shtml

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http://interesting-sky.china-vo.org/page/151/

2022年，人类首次直接“看到”了位于银河系中心的超大质量黑洞——人马座A*。这个距离地球约2.6万光年、质量相当于400万个太阳的庞然大物，一直是天文学家研究的焦点。近期，关于人马座A*的两项重大发现，为我们揭示了更多关于黑洞的奥秘。

2024年12月，德国科隆大学的研究团队在《自然·通讯》杂志上发表了一项突破性成果：他们在人马座A附近发现了首个双星系统，命名为D9。这个双星系统由两颗恒星D9a和D9b组成，年龄约为270万年，相对较为年轻。研究显示，D9系统可能形成于人马座A外围的S星团，随后逐渐向内迁移。

这一发现具有重要意义。在此之前，理论预测表明在超大质量黑洞附近存在双星系统，但由于极端的引力环境，这类系统很难稳定存在。D9的发现不仅证实了理论预测，还为研究银河系中心恒星的动力学和演化过程提供了新的线索。

2024年4月，美国加州理工学院的天文学家团队在《自然-天文学》杂志上发表了一项创新性研究。他们开发了一种名为“轨道偏振层析成像”的新技术，类似于医学上的CT扫描，首次成功重建了人马座A*附近耀斑的三维结构。

研究团队利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的观测数据，结合基于神经网络的计算机技术，发现耀斑源自吸积盘上的两个亮斑。这些亮斑以顺时针方向绕黑洞旋转，轨道半径约为地日距离的一半（约7500万千米）。

这一发现进一步验证了人类对黑洞周围极端环境的理解。耀斑的三维结构与之前的计算机模拟结果高度吻合，为研究黑洞吸积盘的物理过程提供了新的观测依据。

人马座A*作为离地球最近的超大质量黑洞，是检验广义相对论的理想实验室。双星系统D9的发现和耀斑三维结构的重建，都为验证广义相对论提供了新的观测数据。

根据广义相对论，在强引力场中，时间和空间会发生扭曲。人马座A*附近的极端环境为检验这一理论提供了绝佳机会。通过观测D9系统在黑洞引力作用下的运动轨迹，以及耀斑在吸积盘上的分布特征，科学家可以更精确地检验广义相对论的预测。

随着观测技术的不断进步，人类对人马座A*的认识将更加深入。未来的天文望远镜，如詹姆斯·韦伯太空望远镜和欧洲极大望远镜，将为研究黑洞提供更高的分辨率和灵敏度。

此外，引力波天文学的发展也将为研究超大质量黑洞提供新的手段。通过探测黑洞合并产生的引力波，科学家可以进一步验证广义相对论的预测，甚至可能发现超出当前理论框架的新物理现象。

人马座A*的神秘面纱正在被逐步揭开。每一次新的发现，不仅让我们更深入地理解这个宇宙中最极端的天体，也为检验基础物理理论提供了宝贵的观测数据。随着技术的进步和观测的深入，我们有理由相信，未来将会有更多令人兴奋的发现等待着我们去探索。