天文小站 33 ~ 銀河中心的超級黑洞

我們太陽所屬的銀河系，其直徑約有十萬光年，而太陽位在距離銀河核心不到三萬光年遠之處，以每秒二百五十公里的速度，帶領著包括地球在內的九大行星公轉銀河運行。自地面望去，銀河的核心位在南天的天蝎座與人馬座之間，在業餘天文愛好者眼中，由於在此區域內有眾多的星雲、星團、新星、變星、而成為觀測、攝影的樂園、寶庫；然而最近天文學家宣佈：在我們銀河系中央的核心處，潛藏著一個「超巨大的黑洞」，它所發出強烈的X光，正是黑洞無情吞噬附近物質的最佳証據！

所謂的黑洞是指一顆質量比太陽大十倍以上的恆星，在其生命末期經過超新星爆炸後，恆星的核心部份會向內塌縮到至極的一種狀態，致使星體達到體積無限小、密度無限高、引力無限強，連每秒速度達到三十萬公里、最快的光都無法逃逸而被局限在內，因此顯得一片漆黑故稱為黑洞。由於我們根本就看不見黑洞，因此按理是無從發現的，幸好當黑洞以其至極的引力吸引附近的物質疾速衝向黑洞時，在途中因磨擦生熱所產生的極高溫下，會放射出強烈的X光，這X光就成為探尋黑洞是否存在的最佳檢驗者。

其實天文學家早就懷疑，在銀河系核心有一稱為「人馬座A^*」的天體，不但是個強大密實的電波源，並認為裏面隱藏有巨大的黑洞，只是由於周圍有大量的氣體與塵埃，再加上密集恆星的遮掩，因此一直無法洞察其真象。為了能深入探究此神秘的黑洞，美國太空總署在幾年前特地發射了以對黑洞理論有卓越貢獻的印度裔天文學家錢德拉塞卡為名的「錢德拉X光太空望遠鏡」，自從它順利地進入地球軌道運行後，一直都在執行搜尋銀河深處的X光源的任務。

這就是位於銀河核心的人馬座A^*

1999年當天文學家將這架精密的望遠鏡對準我們銀河系的中心時，馬上就偵測到預期中黑洞所發射的X光，但其能量僅相當於一個太陽的亮度，比原先認為的少得很多；但去年十月，當黑洞正吸入一慧星大小的物體時，這架極其靈敏的X光望遠鏡就偵測到銀河中心的「人馬座A^*」區域，在三個小時內，釋放出相當於太陽亮度45倍那樣強的X光，其間亮度還突然下降約十分鐘，然後才恢復原狀，天文學家認為這就顯示了X光發源處的直徑，相當於地球至太陽間的距離，也就是一億五千萬公里，約為其黑洞大小的二十倍，而這樣大的黑洞，估計其質量有我們太陽的「二百六十萬倍」！

其實對於此神秘的「人馬座A^*」，國內對此研究亦有相當的成果，其中南港中央研究院的魯國鏞院士與中研院天文物理研究所籌備處沈自強研究員，就曾利用美國「特長基線陣列」十個直徑25公尺的電波望遠鏡，經過多次細密的觀測並分析後，早就證明在銀河中心的人馬座A^*位置，存有一個質量高達二百五十萬個太陽質量的超大黑洞，這項研究成果後曾發表於1998年11月號，天文學界最頂尖的「天文物理評論」雜誌上。此次、由錢德拉X光太空望遠鏡所觀測到X光的劇變，更加証明了人馬座A^*確實存有一超巨大的黑洞，同時也符合了愛因斯坦相對論的預測，因為唯有黑洞才能在窄小的空間內對附近的星體產生如此重大的影響。